Металлургический Урал рос очень быстро. В 1725 году на Урале уже было 14 казенных и частных заводов с 23 домнами и 54 вододействующими молотами.
На Урале строились самые большие в мире доменные печи с суточной производительностью в 400–500 и даже 700 пудов. Например, невьянские домны были 20 аршин высотой, они имели по два фурменных отверстия. Это было сделано по предложению доменщика Григория Махотина. Воздух подавался четырьмя мехами, поэтому плавка протекала много быстрее, чем в других домнах.
Нигде в мире не было домен, равных по производительности невьянским. Это вынужден был признать очень ревниво защищавший честь западной металлургии, известный немецкий историк Людвиг Бек. Говоря о домнах, существовавших на Урале на рубеже XIX века, Бек назвал их не только «величайшими древесно-угольными доменными печами континента», но и «наиболее производительными и экономичными».
Вплоть до конца XVIII века России принадлежало мировое первенство в производстве чугуна. Наша страна давала около половины всей продукции чугуна. Значительную часть металла Россия экспортировала за границу, поставляя его Англии, странам Западной и Южной Европы. К концу XVIII века в сферу влияния России вошли Ближний Восток и даже американские страны. За двенадцать лет — с 1761 по 1773 год — вывоз железа из России вырос с 1 миллиона до 2,5 миллиона пудов; позднее экспорт достиг почти 4 миллионов пудов в год.
О том, как поднялся Урал, писал в своем гениальном труде «Развитие капитализма в России» В. И. Ленин.
«В исходный период пореформенного развития России главным центром горной промышленности был Урал. Образуя район, — до самого последнего времени резко отделенный от центральной России, — Урал представляет из себя в то же время оригинальный строй промышленности. В основе «организации труда» на Урале издавна лежало крепостное право, которое и до сих пор, до самого конца 19-го века, дает о себе знать на весьма важных сторонах горнозаводского быта. Во времена оны крепостное право служило основой высшего процветания Урала и господства его не только в России, но отчасти и в Европе. В 18 веке железо было одной из главных статей отпуска России…»[14]
На Урале решался самый острый и трудный вопрос металлургического производства — вопрос о переделе чугуна в железо и сталь.
Все применявшиеся до XIX века способы передела чугуна в железо основывались исключительно на эмпирических наблюдениях.
Все делалось «втемную», никто не знал, что происходит с металлом. Лишь в последней четверти XVIII века был открыт кислород. Химия только отвоевывала позиции у алхимии. Процесс горения объясняли тем, что из горючего материала будто бы выделяется таинственное вещество «флогистон». Флогистонная теория держалась до самого конца XVIII века (и даже позднее). Решительный удар по ней, как известно, нанес великий русский ученый М. В. Ломоносов.
После того как М. В. Ломоносов заложил основы современной химии, наметился и научный подход к объяснению явлений, происходящих при восстановлении железа и при образовании из него столь различных по своим свойствам материалов, как чугун, сталь и железо. Это могло подсказать и решение вопроса, каким образом легче и быстрее переделывать чугун в сталь.