В 1723 г. на Екатеринбургском, Уктусском и Алапаевском казенных заводах трудовые затраты на тонну чугуна с учетом куренных и горных работ составляли 63 человеко-дня, а в условиях ремесленного производства они повышались до 150 чел.-дн. Таким образом, производительность труда на заводах была выше в 2,4 раза. Расходы руды на тонну чугуна в условиях ремесленного производства составляли 4,3 т, а на заводах -- 3 т, т. е. на 30 % меньше. Расход угля на тонну металла в условиях ремесленного производства составлял 6 т, а на заводах -- 3,4 т, или на 43 % меньше [17, с. 130, 155, 256].
Богатейшие топливные ресурсы, разделение труда, позволявшие в условиях крепостного права принудительно привлекать рабочую силу, поддержка железоделательных заводов со стороны государства -- все это способствовало быстрому вытеснению ремесла и превращению Урала в основной металлургический центр России. Однако с государственной точки зрения географическое расположение первых уральских заводов вряд ли следовало признать удачным. Металл потреблялся главным образом в европейской части страны, охваченной длительной войной. Ни один из новых заводов не имел непрерывной связи с Москвой. Перевозка громоздких военных изделий, таких, как чугунные пушки, якоря и прочее снаряжение, на Чусовую осуществлялось тяжелыми бездорожными перевалами через осевую линию хребта. Причины такой явной иррациональности не случайны. Они заключались в том, что локализация ранних предприятий обусловливалась историческим прошлым района. Новое строительство шло, как правило, по следам прежнего крестьянского или полукрестьянского производства. Все основанные казной новостройки возникли около «мужицких» заводских гнезд или частных предприятий. Отсюда вытекала и чрезмерная разбросанность новостроек, крайние точки которых отстояли одна от другой на 200-300 км.
Основанные казной заводы все чаще стали передаваться в руки частных промышленников. Три завода, оставшиеся в ведении казны, такие, как Каменский, выпускали при плохом руководстве и особо трудных условиях производства массивные и грубые изделия: пушки, мортиры, артиллерийские снаряды. С 1710 г. на разных заводах началась выделка полосного, обручного, четырех- и восьмигранного железа. Для огнестрельного оружия мелкого калибра в 1700 г. был заложен специальный завод на р. Ремзянке, близь Тобольска, снабжавший своими изделиями Сибирь [10, с. 59]. В дальнейшем заводы Урала работали на широкий внутренний и внешний рынок. Действовали они по принципу максимального обеспечения всех звеньев производственного цикла за счет собственных ресурсов. Таким образом, в Петровскую эпоху в крае был создан новый металлургический район, превосходящий по своей мощи все старые районы России.
Мощное строительство за столь непродолжительный период, означало успех промышленной политики правительства Петра. Однако сдерживающим фактором был уровень энергетики, использование только силы воды. Крупных плотин строить не рисковали, а те, что были построены на небольших речках, сильно лимитировали крупное производство недостатком водной энергии. Все заводы работали с механическим дутьем в печах и «вододействуемыми» молотами, вертельнями, плющильными и прочими станами. Однако воды в прудах было мало, и потому из двух домен при одной плотине обычно пускалась в дутье только одна, да и та действовала не круглый год. По данным Геннина, в 1723 г. фактическая работа казенных домен на Урале составляла 250 дней в году, а выковка железа в молотовых -- 200 дней. Однако в Центре дела обстояли еще хуже.
Значительная часть чугуна шла на отливку пушек, ядер и прочих «припасов». Очень много его угорало при переделе в кричное железо. Этот угар в разное время оценивался от 50 до 30 % чугуна. Немало угорало и кричного железа при дальнейших переделах в сортовое, уклад и сталь. Поэтому производство товарной продукции уральских заводов того времени было значительно меньше объемов выплавки чугуна. По казенным заводам, где было больше литья, этот выпуск железа и стали опускался до 40 % и ниже. По частным заводам Демидовых он поднимался до 50 % и выше. В общем итоге товарная продукция железа и стали на Урале по темпам роста за 1718-1725 гг. на 163 %, а с «припасами» -- на 195 % обгоняла выплавку передельного чугуна. Эти темпы свидетельствовали о незаурядных успехах экономической политики того времени. По числу доменных заводов в России имелся их рост за четверть века с 6 до 24, а с учетом молотовых заводов и их филиалов с 10 до 31. Но выплавка чугуна поднялась при этом более чем в 5 раз (на 442 %), главным образом, за счет Урала, доля которого в общей продукции выросла за 25 лет с нуля до 73 %. В строительстве новых заводов за эти годы следует различать два периода.
До 1707 г. строились главным образом казенные заводы (четыре на Урале и семь в центральных районах) и всего 3 частных завода. Начиная с 1707 г. строятся уже почти исключительно частные заводы (семь в Центре и шесть -- на Урале) и только один казенный (в Екатеринбурге). Всего за 25 лет было построено 28 заводов, в том числе 12 казенных (включая Невьянский, проданный Демидову, и ликвидированный Ижинский). К концу первой четверти XVIII в. черная металлургия была в основном частнокапиталистической, причем более 50 % продукции выплавлялось на заводах Демидовых без всяких субсидий за счет их предпринимательских накоплений [17, с. 180-181].
Доменное производство в петровскую эпоху сделало огромный скачок вперед. Заслуживают внимания не только темпы роста, но и абсолютные значения достигаемых объемов выпуска металла. В передовой капиталистической Англии выплавка чугуна в 1700 г. достигла 12 тыс. т, к 1720 г. поднялась до 17 тыс. т (на 42 %), а затем в результате истребления лесов до 40-х гг. оставалась на одном уровне. В России производство чугуна к 1700 г. едва достигало 20 % от уровня английского. Затем за 20 лет поднялось не на 42 %, как в Англии, а на 307 %. Через 10 лет, к 1731 г., оно выросло еще на 94 % и намного обогнало английское производство не только по темпам роста, но и по абсолютной величине. Созданные в тот период доменные печи производительностью от 2 до 3 т в сутки долгое время были наиболее мощными древесноугольными печами не только в России, но и в Европе [17, с. 184].
Конец первой четверти XVIII в., после окончания Северной войны, характерен тем, что строительство заводов черной металлургии было приостановлено. Строились главным образом медеплавильные. С 1721 по 1725 г. на Урале было построено 11 заводов, из которых только один (Нижнетагильский) был доменным и железоделательным, остальные -- или чисто медеплавильными (Полевской и Пыскорские) или медеплавильными и железоделательными (Верхне-Уктусский и Екатеринбургский). В связи с тем, что с 1724 г. начался усиленный экспорт уральского железа в европейские страны, где оно благодаря дешевизне и высокому качеству сразу же стало успешно конкурировать со шведским железом, производство его увеличивалось. С тех пор право на экспорт составляло привилегию Урала. Олонецкие и Тульско-Каширские заводы, выпускавшие менее качественное железо, стали работать на внутренний рынок и постепенно угасали.
Интересно отметить масштабы предприятий того времени. Так на Екатеринбургском чугунолитейном и железоделательном заводе, который отличался особенно большими размерами, в 20-30-е гг. XVIII в. состояло 318 рабочих и служащих, затем их число возросло до 600. В производственных цехах работало 192, в цехах, обслуживающих завод или производящих продукцию отчасти на рынок, -- 113. Тринадцать человек было занято в конторе. Каменский пушечный завод с домной производительностью в 42 000 пудов чугуна и выпуском 323 орудий в год имел в штате 103 человек рабочих и 7 служащих. На Уктусском заводе, который выпускал 30 000 п. чугуна, с производством 1 200 п. чугунных изделий, 14 400 п. железа, 1 000 п. гвоздей и 3 000 штук шпажных клинков, работало только 96 человек, в том числе 9 в конторе. На Алапаевском заводе с одной домной, с чугунным литьем в размере около 1 700 п. и производством 17 000 п. железа, работало 80 человек, в том числе 9 конторских служащих [10, с. 207-208].
Екатеринбургский металлургический завод был самым крупным металлургическим предприятием Европы в 20-40-е гг. XVIII в. Он сыграл выдающуюся роль в развитии уральской горнозаводской промышленности. Завод обладал мощной энергетической базой из 50 верхнебойных водяных колес, действующих круглый год, которые приводили в действие 22 молота, 107 воздуходувных мехов, 10 проволочных станов, пушечно-сверлильный, прокатный и резной станы, пильную мельницу и др. Суммарная мощность Екатеринбургского гидроузла составляла до 500 л. с., тогда как самый большой и наиболее известный в то время комплекс в Западной Европе -- во Франции в Марли имел 11 подливных нижнебойных колес общей мощностью 150 л. с. [16, с. 264].
Технически совершенное по тому времени оборудование сочеталось с высоким уровнем организации заводского производства. Для каждой домны был определен особый состав шихты. При домнах установлены весы, велись доменные журналы, в которые записывались выпуски чугуна, количество израсходованной руды, угля и флюсов. Применялся научный подход, неизвестный в тогдашней Европе. В лаборатории производились пробы чугуна на излом. Использовались разные молоты в зависимости от характера изготовляемого продукта. В результате интенсификации процесса суточная производительность в кричном цехе выросла вдвое. Была механизирована погрузка чугуна в суда.
Детально регламентировались внутренний распорядок, условия труда и технологический процесс. Был введен штат завода с перечислением должностей, размеров оплаты, производственных норм, количество сырья и выпускаемой продукции. Инструкции определяли обязанности и функции должностных лиц. С целью повышения квалификации проводились испытания, с учетом которых производились повышения в должности и окладе. Наиболее способные мастера и рабочие отправлялись на обучение за границу. При заводе была открыта горнозаводская школа, сначала из 50 учеников -- первое в России горное учебное заведение, сыгравшее важную роль в подготовке технических кадров для всего Урала. Одним из первых его выпускников был изобретатель первого в мире парового двигателя И. И. Ползунова.
Екатеринбургский завод был самым крупным в Европе предприятием, тогда как шведская металлургия состояла в основном из распыленных на большие территории мелких предприятий -- отдельных доменных печей и кричных кузниц, принадлежащих артелям бергманов -- крестьян, рудокопов и металлургов, занимавшихся одновременно сельским хозяйством и железоделательным производством. Централизованные металлургические заводы, принадлежащие отдельным капиталистам, владельцам бруков, были малочисленны, а число рабочих здесь не превышало 200-250 человек [18].
В развитии уральской металлургии огромную роль сыграла политика Петра Великого, покончившего с системой монопольных привилегий отдельных концессионеров-иноземцев. Монополии Виниуса, Марселиса, Акемы, Бутенанта, надолго устранившие возможность конкуренции с ними русских заводчиков, что оказалось большим злом, были ликвидированы. Не меньшим препятствием для развития инициативы россиян явилась другая монополия -- монополия дворянства на владение землей, лесами и недрами. Петр отменил ее в 1719 г., провозгласив Берг-привилегию, которая разрешала «всем и каждому во всех местах, как собственных, так и на чужих землях, искать, копать, плавить, варить и чистить всякие металлы». Уральские заводы с самого начала своего существования выполняли задачи общегосударственного, а не только регионального значения.
Быстрый рост заводов в 1720-е гг. выдвигал два существенных вопроса. Широкие потребности рудного дела в рабочей силе удовлетворялись в Уральском крае с большими затруднениями. Приписка к заводам крестьян захватывала все более широкий район. В 1730-х гг. прямо говорят о недостатке людей для заводов и для подготовительных работ. С другой стороны, огромное потребление топлива металлургическими заводами даже на лесистом Урале ставило вопрос о рациональном использовании лесов. Именно тогда Татищевым был предложен проект правил о сбережении лесов, которые утверждает Берг-коллегия 20 июня 1721 г. Они получают силу общеобязательного предписания с установлением на лесных дачах 15 лесосек, затем увеличенных в 1723 г. до 30. Позднее, в середине века, их число было доведено специально для горных заводов до 50.
В первой четверти XVIII в. в отличие от конца XVII в., произошло освобождение от металлургических и металлообрабатывающих заводов старого центра России -- Москвы, в радиусе 100-200 верст, что было связано с его исключительной политической и экономической ролью. Только сам город сохранил свое значение как центр металлообработки. Этот уход металлургического производства из центра объяснялся плохим качеством разведанных здесь руд, исчезновением лесов, а также хорошим снабжением центра полуфабрикатами и изделиями из более конкурентоспособных районов, в том числе таких отдаленных, как Урал. К концу правления Петра Урал стал самым мощным районом по производству чугуна, железа и стали.
Современный исследователь Н.С. Корепанов отмечает особенности модернизационного процесса в развитии уральской горнозаводской промышленности в XVIII в. Это традиционно привлекающая внимание исследователей доминирующая и инициирующая роль государства и всепоглощающее его господство в экономике и общественной жизни. Другой особенностью являются серьезные региональные различия, которые проявляются как противоречия в социально-экономическом и культурном развитии, а временами центробежные тенденции усиливаются до кризисов [12, с. 203-208].