Однако наибольшую значимость и подлинно всемирную известность приобрели работы Аносова в области производства стали.
В те времена даже на крупных заводах качество металла определялось не точно установленной технологией производства, а уменьем и опытностью мастеров. Почти каждый из них имел свои производственные секреты, нередко переходившие из поколения в поколение, свои, известные только ему одному рецепты выплавки металла. Работали «на глазок», по наитию, руководствуясь всякого рода приметами. Многолетний опыт металлургов был единственной гарантией высокого качества выплавляемой стали.
Он задался целью превратить металлургию стали из ремесла и искусства отдельных мастеров в точную науку, на основании которой можно управлять процессами производства и обработки металлов и совершенствовать их.
В 1827 г. вышел в свет научный труд П. П. Аносова «Описание нового способа закалки стали в сгущённом воздухе», а ещё через десять лет — «О приготовлении литой стали».
Железо, используемое в промышленности и быту, отличается от стали тем, что содержит значительно меньшее количество углерода. В промышленности чистое железо не употребляется. Под термином «железо» обычно понимают мягкую сталь, содержащую мало углерода и других химических элементов.
До Аносова при получении стали на всех металлургических заводах мира применялся однотипный процесс: куски железа предварительно цементировались, то есть их поверхностные слои насыщались углеродом, лишь после этого они сплавлялись в особых огнеупорных сосудах — тиглях. Такой двойной процесс был дорогим и длительным.
Аносов предложил новый метод получения стали. Он объединил процессы науглероживания и плавления металла. Его открытие оказалось очень важным для дальнейшего развития металлургии. Наряду с этим Аносов сделал и другое замечательное открытие, также имевшее огромное значение для теории и практики металлургии. Он практически доказал, что для науглероживания железа вовсе не обязательно непосредственное соприкосновение металла и угля, как это считалось в течение многих веков.
Печные газы, содержащие большое количество углерода, оказывается, могут нисколько не хуже, а даже лучше науглеродить поверхность железного изделия. Так благодаря Аносову именно в нашей стране впервые в мире была применена газовая цементация металла — процесс этот впоследствии широко использовался на всех металлургических и особенно машиностроительных заводах.
В 30-х годах прошлого столетия Павел Петрович Аносов провёл целую серию блестящих экспериментов по получению стали путём сплавления железа, чугуна и различных добавок — флюсов. Эти работы Аносова легли в основу повсеместно применяемых сейчас способов выплавки стали.
В 1837 г. на Златоустовском заводе под руководством Аносова было положено начало переплавке чугуна в сталь как с добавкой, так и без добавки железа. Этой своей работой Аносов на три десятилетия опередил предложение братьев Мартенов.
Аносов проявил себя подлинным новатором и патриотом. Он не боялся изменить старые традиции, нормы, установки. В те годы принято было многое заимствовать у иностранцев. Часто руководители отечественной промышленности обращались к помощи иностранных фирм, получая от них специалистов, оборудование и некоторые виды сырья, в то время как это сырьё находилось рядом, а талантливые русские рудознатцы, сталевары и кузнецы по опыту и выучке намного превосходили иностранцев.
Аносов считал, что новые процессы нужно осваивать силами русских мастеров и с применением отечественного сырья.
Основным оборудованием сталеплавильного производства первой половины XIX в. были тигли — массивные глиняные сосуды, способные выдержать исключительно высокую температуру — до 2000°, а то и более. Существовало мнение, что такие тигли можно делать только за границей, где для этого есть специальные материалы. Импортные «глиняные горшки» стоили дорого. За каждый тигель приходилось платить 25 рублей золотом. Аносов решил создать дешёвые и доброкачественные тигли из отечественных материалов. Знание химии и большой опыт геологических исследований помогли ему в этом.
Всё необходимое для производства тиглей оказалось под руками. Местная огнеупорная глина, смешанная с мелко истолчённым древесным углем, явилась прекрасным пластичным материалом, из которого можно было вылепить сосуды любой формы. Высушенные и, обожжённые, эти сосуды успешно выдерживали высокую температуру, при которой выплавлялась сталь, золото и другие металлы. Тигли Аносова по качеству не уступали немецким, а обходились они всего по 40—50 копеек за штуку.
Наличие добротных и дешёвых тиглей позволило широко развернуть опыты по выплавке различных сталей.
Аносов увлекался в то время идеей выплавки так называемой булатной стали, из которой можно выковывать чудесные сабли, острые, как бритва, и гибкие, как ветка ивы.
