Открытия Чернова превратили металлургию из ремесла, основанного лишь на вековом опыте, в одну из областей приложения точного знания к практическим требованиям техники.

Главное управление кораблестроения Морского ведомства, вооружавшее новые военные корабли стальными пушками для нападения и стальной броней для защиты, избрало Чернова своим почетным сотрудником. Вскоре он был назначен главным инженером Обуховского завода и превратил этот завод в исследовательский центр новой, основанной им науки.

Чернова нельзя относить к людям чистой науки, которые предоставляют другим делать практические выводы из научного исследования и находить практическое, приложение научных знаний в жизни. Его вели к научному исследованию потребности практики: завод для него естественным образом превращался в лабораторию.

Не для того стремился он проникнуть в физическую сущность металлургических процессов, чтобы, постигнув их законы, удовлетвориться добытым знанием. Постигая природу металла, он мечтал поставить сталь на службу русской технике и промышленности, на службу человеку.

Под непосредственным руководством своего главного инженера Обуховский завод первым в России отказался от варки стали в тиглях и создал так называемый русский способ бессемерования.

Генри Бессемер не был металлургом. Он занялся сталью случайно и в металлургию пришел со стороны. До того он занимался изобретательством и сам гораздо более ценил другие свои изобретения, вроде гидравлического пресса и золочения бронзовой пылью разных изделий.

Отсутствие практического опыта и знаний в области металлургии, с одной стороны, сильно затрудняло Бессемеру усовершенствование нового метода производства стали, но в какой-то степени сослужило ему пользу: в самом деле, Бессемер подошел к своим опытам без привычного, ставшего традиционным и казавшегося непогрешимым взгляда на технологию сталеварения и смог поступить так, как никому до того не приходило в голову.

Однако, найдя новый способ производства стали, Бессемер не смог сделать его универсальным, пригодным для всякого сырья. Каждая страна, переходя на новый способ, создавала свои — шведский, американский, русский — варианты бессемерования.

Поводом к созданию нового процесса послужило Бессемеру изобретение им артиллерийского орудия. Ему захотелось получить более скорым способом сталь для отливки орудия или, как он сам писал, «получить металл со свойствами, подобными свойствам железа и стали, но который можно было бы в жидком состоянии отливать в формы и болванки».

И вот для ускорения и удешевления процесса Бессемеру пришла в голову счастливая мысль: чугун, находившийся в тигле, продувать воздухом или паром, чтобы ускорить протекающую в нем реакцию окисления углерода.

При первых же попытках продувки чугуна воздухом Бессемер обнаружил, что поступающий в чугун воздух не только не охлаждает металла, но даже повышает его температуру настолько, что его можно отливать в формы. Замечательное открытие, сделанное Бессемером, послужило темой его доклада о «получении железа и стали из чугуна без горючего материала». Оно было положено автором в основу изобретенного им «конвертора». Это цилиндрический сосуд, выложенный огнеупорным материалом; в сосуде плавится чугун, продуваемый воздухом. При продувании находящиеся в чугуне примеси — углерод, марганец, кремний — быстро выгорают, отчего и повышается температура чугуна.

Преимущества бессемеровского способа чрезвычайно ясны: он быстр и прост, производительность его высока, сталь получается в жидком виде.

Кроме того, благодаря возможности в любой момент прекратить продувку и остановить процесс Бессемер мог получать в своем конверторе любой продукт, начиная от мягкого железа и кончая высокоуглеродистой сталью. Позднее он сконструировал вращающийся конвертор, а металлурги, постепенно увеличивая установку, довели емкость его до пяти тонн.

Когда механизм процесса еще не был ясен, бессемерование не всегда и не везде удавалось.

Наиболее успешно проходило бессемерование чугуна, богатого примесью кремния, так как сгорание кремния более всего повышает температуру в конверторе.

Хотя Бессемер сделал свой доклад в 1856 году, а с 1858 года уже пустил в ход конверторы, в России, как мы видели, сталь все еще варилась в тиглях, так как малокремнистый русский чугун не поддавался бессемерованию.

Чернов предложил русский способ бессемерования, характеризующийся перегревом чугуна. Более высокая температура чугуна меняет ход процесса: выгорание углерода начинается сразу, а незначительное количество кремния выгорает главным образом в конце продувки; но для достижения «нормального жара операции» при таких условиях оказывается достаточной и небольшая примесь кремния. Работа с перегретым малокремнистым чугуном оказалась даже более удобной, чем с кремнистым «холодным» чугуном.

24 февраля 1876 года Чернов доложил свои «Материалы для изучения бессемерования» Техническому обществу.

^{На современном металлургическом заводе. Разлив стали по изложницам.}

В основу введенного на Обуховском заводе нового способа получения стали Чернов положил глубокое понимание природы бессемеровского процесса. Он расчленил его на четыре периода и указал признаки начала и конца каждого из периодов. Им было установлено существование трех разновидностей процесса: нормального, при котором получается лучший металл, холодного и горячего.

Чернов не ограничился теорией, а предложил практические способы превращения холодного и горячего хода процесса в нормальный путем изменения количества вдуваемого воздуха. Он разработал и приспособление, с помощью которого можно было регулировать ход процесса и температуру конвертора.

Теоретически обосновав русский способ бессемерования, Чернов доказал на практике его преимущества.

Для русской металлургической промышленности способ Чернова имел не меньшее значение, чем само изобретение Бессемера. Без вмешательства Чернова русская металлургия не могла бы дать вооружение армии, броню кораблям и рельсы вновь строящимся железным дорогам.

Работы по бессемерованию слились у Чернова с разработкой вопроса о внутреннем строении стали.

Недостатком бессемеровской стали была пузырчатость металла, пустоты в нем — так называемые усадочные раковины, газовые пузыри, рыхлость, неоднородность. На процесс разливки жидкой стали в те времена смотрели, как на простую механическую операцию, не нуждающуюся ни в каком научном обосновании.

Чернов посмотрел на дело иначе. Он заподозрил, что процесс разливки стали и ее остывания нуждается в регулировании, в управлении. Переход металла из жидкого состояния в твердое в какой-то мере определяет качество будущего изделия, а плохо, с пороками застывший металл не всегда может быть исправлен последующей обработкой.

В этом вопросе Чернов не первым стал на правильный путь. Несколько ранее исследованием процесса разливки стали и ее остывания в изложнице занимался Павел Петрович Аносов, горный инженер, некоторое время бывший томским губернатором. П. П. Аносов, как и его сын, еще более известный в свое время горный инженер, открывший золотые прииски в Амурской области, принадлежал к тому обойденному нашей литературой типу предприимчивых русских людей, которые холодному бюрократизму России Николая I умели противопоставлять горячую жажду дела и волю к живой, творческой работе.

Воспитанник Горного корпуса, Павел Петрович Аносов в 1817 году был направлен в качестве шихтмейстера на новую оружейную фабрику в Златоустовском горном округе. Администрация фабрики и главные мастера-специалисты оказались немцами, выписанными из Золингена. Молодой инженер, рассчитывавший учиться у этих специалистов, должен был сам взяться за организацию плавки литой стали, так как золингенский мастер не справился с делом, что вынуждены были признать и его соотечественники, руководившие предприятием.

Аносов заложил основы нового, передового по тому времени процесса производства стали, дававшего возможность организовать плавку стали в больших количествах. Открытие Аносова, имевшее огромное значение, высоко оценивал Чернов, одну из своих лекций посвящавший своему предшественнику. Эту лекцию он начинал указанием на приоритет Аносова: