Александр Степанович Лавров

А. С. Лавров родился в семье обедневшего тверского дворянина. Получив среднее образование, поступил в Михайловское артиллерийское училище (Санкт-Петербург), офицерские классы которого были преобразованы в Артиллерийскую академию. Уже в академии он проявил особую склонность к техническим наукам и поэтому после её окончания избрал не военную профессию, а продолжил обучение в Институте корпуса горных инженеров. Одновременно Лавров посещал лекции в Петербургском университете и химическую лабораторию Горного департамента, где с увлечением изучал химию, металлургию, минералогию и другие дисциплины, нужные металлургу. После двухгодичной подготовки в Горном институте, осенью 1861 г. А. С. Лавров получил назначение на должность старшего военного приёмщика на Князе-Михайловскую сталепушечную фабрику в городе Златоусте.
По поручению Артиллерийского комитета А. С. Лавров совместно с металлургом Николаем Вениаминовичем Калакуцким занялись на фабрике изучением совершенно нового производства стальных орудийных стволов с тем, чтобы разработать технические условия их приёмки, на которую приходился большой брак при изготовлении. Выполняя порученную работу, инженеры поставили под контроль весь технологический процесс: было установлено тщательное наблюдение за изготовлением каждого отдельного ствола, отслеживались все случаи брака, учитывались недочёты в отдельных операциях, особенно при отливке стволов, ставились специальные эксперименты для установления источников брака. Таким образом, в течение нескольких лет они накопили богатейший материал, позволивший установить некоторые закономерности, способствовавшие прогрессу сталелитейного дела.
В 1866 г. в «Артиллерийском журнале» вышла большая статья А. С. Лаврова под скромным названием «О приготовлении стальных орудий». Изложив результаты впервые в мире проведённого исследования химического состава и строения стального слитка, автор затронул ряд важнейших вопросов сталелитейного производства. Им была разработана теория, согласно которой сталь представляет собой твёрдый раствор углерода в железе. Так практически была подтверждена химическая неоднородность металлических сплавов, называемая теперь ликвацией, или сегрегацией.
А. С. Лавров не только открыл явления зональной ликвации, объяснил их происхождение и основные закономерности, но и предложил ряд практических средств, направленных к уменьшению ликвационной зоны в слитке и, в конечном счёте, к повышению качества литой стали. Он разработал рациональную форму изложницы для отливки стального слитка в виде массивного чугунного сосуда, расширяющегося кверху. При этом процесс отвердевания слитка заканчивается в верхней части изложницы, где и находятся, главным образом, примеси и пустоты. Учёный предложил подогревать верхнюю часть изложницы, чтобы замедлить в ней затвердевание стали и выдвинул идею использования для подогрева верхней части ещё неостывшего металла в изложнице различных термитных порошков для борьбы с ликвацией. Верхнюю часть изложницы предложил снабжать особой насадкой, сделанной из огнеупорного материала, плохо проводящего тепло, в которой образуется прибыльная часть слитка, где в небольшом объеме металла будут сосредоточены вредные примеси и усадочная раковина.

Изложницы

Для уменьшения усадочной раковины Лавров рекомендовал в конце литья медленно, но непрерывно доливать жидкий металл в изложницу, чтобы пополнялась усадка. Конечно, после остывания слитка его прибыльная часть отрезалась и шла в отходы. Эта форма изложницы и предложенные методы литья сегодня считаются общепринятыми в сталелитейной промышленности.
Последние три десятилетия своей жизни (1875-1904) Лавров работал на посту директора Гатчинского бронзолитейного завода, вблизи Петербурга, который выпускал колокола бронзового, медного и стального литья для храмов России.

Общий вид бронзолитейного завода А. С. Лаврова в 1881 г.

Здесь он успешно продолжал эксперименты по получению отливки, свободной от газовых пустот и посторонних включений. Выяснению причин этого явления и разработке мероприятий по его устранению Лавров посвятил свою дальнейшую деятельность, нашедшую отражение в научном труде «Работы и заметки по литейному делу, часть 1», изданном в 1904 г. в Петербурге. В этой книге автор описал лишь часть своих выдающихся исследований; последующие части работы опубликованы не были.
А.С. Лаврову принадлежит мировое первенство в применении алюминия в качестве раскислителя при выплавке стали для фасонного литья. Широко применяя алюминий в качестве раскислителя в практике Гатчинского завода (1891 г.), Лавров полностью ликвидировал брак крупных стальных отливок по газовым раковинам. За границей применение алюминия для раскисления стали было запатентовано фирмой Крупп лишь спустя четыре года после открытия А. С. Лаврова.
Александр Степанович впервые изложил научные способы получения качественных фасонных стальных отливок, рекомендовал рассчитывать поперечные сечения литников с тем, «чтобы поступление металла в форму происходило именно так, как намечено»; им создан способ получения плотного слитка погружением в воду. Этот способ в наше время широко применяется при литье цветных металлов. Своими замечательными исследованиями, проведёнными в производственных условиях, он внёс выдающийся вклад в литейную науку и металлургию стали.

В научном труде «Критический обзор статей гг. Лаврова и Калакуцкого о стали и стальных орудиях и собственные Д. К. Чернова исследования по этому же предмету» выдающийся русский учёный - металлург К. Д. Чернов дал мастерский анализ работ Лаврова и Калакуцкого. Он писал: «Наша литература должна гордиться трудами гг. Лаврова и Калакуцкого: они первые указали на распределение пустот в литых стальных болванках и зависимость их от обстоятельств, плавки и литья - распределение плотностей самой стали в различных местах болванок и неодинаковость их химического состава; первые подробно познакомили со всеми манипуляциями сталепушечного дела...».
Обстоятельства не позволили А. С. Лаврову закончить начатую работу обработки литых болванок, но зато статьи Н. В. Калакуцкого - это продолжение труда А. С. Лаврова и вместе они представляют полную картину сталепушечного производства в России.

Предлагаемая книга – это очерк о научной школе русских металлургов, о своеобразной эстафете многих поколений учёных, принесших заслуженную славу советской науке. О крупнейших деятелях отечественной металлургии, усилиями которых закладывалась и создавалась мощная металлургическая промышленность СССР. Одним из них был Александр Степанович Лавров - русский ученый-металлург, специалист в области металловедения и термической обработки металлов, впервые изложивший научные способы получения качественных фасонных стальных отливок, создавший способ получения плотного слитка погружением его в воду. Этот способ и в наше время широко применяется при литье цветных металлов.

Библиография

• Лавров Александр Степанович // Биографический словарь деятелей естествознания и техники / отв. ред. А. А. Зворыкин. - Т. 1. А–Л. - Москва : Большая Советская энциклопедия, 1958. - С. 481-482.
• Шевченко Е. П. А. С. Лавров и его труды в области производства фасонного стального литья // Вестник машиностроения – 1954. - № 12. – С. 91-92.