Металлы и человек, стр. 29
Тяжело было бы рабочему, если бы ему пришлось управлять всеми механизмами гигантского стана, включая и выключая их по ходу операции.
К счастью, гигантская машина хорошо автоматизирована. Оператор только «набирает» на специальном щите требующуюся программу обработки. Он как бы отдает этим приказание, сколько раз пропустить слиток сквозь валки, на какую величину при каждом проходе уменьшать просвет между ними, когда перевернуть слиток и в какой ручей направить. А затем автоматически действующие механизмы точно выполнят все его распоряжения.
Во время прокатки слитка за ним непрерывно наблюдают внимательные зрачки фотоэлементов. Вышел слиток из нагревательной печи, попал на рольганг — и фотоэлементы включают их на движение к валкам главной клети. Прошел он валки — и фотоэлементы переключают вращение рольгангов на обратное. Нет, не ошибаются умные автоматы!
Прошедший блюминг металл поступает в прокатные станы меньшего размера. Они превращают блюмсы в рельсы, швеллеры, двутавры, в сортовой прутковый металл разнообразных размеров и форм сечения. В тот вид, который охотно используется машиностроением, — в прокат.
Так приходит к нам сегодня черный металл. Три основных этапа его превращения мы видели.
Первый этап — рождение из руды в вулканическом жерле доменной печи. Увы, лишь для немногих целей может быть использован получаемый там непрочный сплав железа и углерода, и поэтому его укладывают в пламенную колыбель мартена — окрепнуть, переродиться в сталь.
Второй этап — это переработка чугуна в сталь. Мы насчитали три практически применяемых вида такой переработки — в мартеновских печах, в бессемеровских конверторах и в электропечах. Но не так уж много вещей в нашем народном хозяйстве делается из литой стали. Поэтому слитки стали, полученные в изложницах, пропускают через блюминг и прокатные станы.
Обработка в валках блюминга — третий этап рождения металла.
А не слишком ли длинна эта дорога, которую должен пройти металл только для того, чтобы стать грубой, необработанной заготовкой, из которой еще предстоит сделать полезную вещь — прокатать рельс, отлить маховое колесо двигателя, отковать лемех плуга?
Великий ускоритель
«Так как горением в таком газе (воздухе, обогащенном кислородом. — М. В.) можно получить очень высокие температуры, полезные во многих (особенно при освещении и в металлургии) применениях, то быть может, что придет время, когда указанным путем станут на заводах и вообще для практики обогащать воздух кислородом…»
Это написал великий Менделеев в своих «Основах химии». Сто лет прошло с тех пор, и мы сегодня видим в применении кислорода один из важных путей интенсификации и совершенствования металлургии. Как далеко вперед умел предвидеть русский химик!
Мы уже говорили о ряде применений кислорода при производстве стали. Однако их значительно больше, чем мы перечислили.
Хорошие результаты дает обогащение кислородом дутья в доменных печах. Правда, при этом резко сужается факел пламени у фурм, через которые подается дутье, но это не мешает обычно нормальному ходу процесса. Зато велики выгоды.
Снижение количества азота в дутье уменьшает его общее количество и, значит, позволяет газам медленнее двигаться через слои шихты. Это улучшает процесс.
Медленное движение газов и снижение их количества позволяют им лучше охлаждаться, подходя к колоснику. Это уменьшает тепловые потери доменного процесса с отходящими газами.
Становится более богатым, энергоемким колошниковый газ. При дутье, содержащем 35 процентов кислорода, получается колошниковый газ, не уступающий по теплотворной способности обыкновенному генераторному.
Ну и, конечно, значительно растет производительность домны. К тому же обогащение дутья кислородом до 35 процентов его содержания не требует конструктивной переделки печи.
Интенсифицирует кислород и мартеновский передел стали. На многих заводах страны уже применяется обогащение подаваемого в мартены воздуха.
Никакой специальной переделки мартеновских печей это не требует, а процесс начинает идти значительно интенсивнее.
Применяется и продувание кислорода сквозь жидкий металл, находящийся в мартеновской печи. Для этого служат специальные фурмы, вводимые в нужный момент сверху в металл. Это несколько напоминает применение кислорода в бессемеровском конверторе.
И в результате на заводе «Запорожсталь», например, продолжительность плавки сокращается с девяти часов до шести.
Добавочный кислородный паек не помешает.
Интересны опыты с продувкой чугуна кислородом прямо в ковше, до заливки его в мартен. При этом — как это похоже на кислородное бессемерование! — частично выгорают кремний, марганец, углерод и можно варить из такого чугуна сталь в мартене без всякой добавки железного лома.
…Все чаще применяется кислород в производстве черного металла. Но это еще только первые шаги. Более крупные великий ускоритель сделает в ближайшем будущем.
В своем докладе на XXI съезде КПСС Н. С. Хрущев подчеркнул, что применение кислорода в металлургии найдет в годы семилетки широчайшее применение. «За счет этого, — сказал он, — можно будет увеличить производительность доменных печей на 8—10 процентов, мартеновских печей — на 20–30 процентов».
Дорогу кислороду!
Разведчики идут в будущее
Да, постоянно совершенствуются, ни на минуту не застывая в раз найденных формах, все звенья этого гигантского и сложного аппарата, служащего для превращения ржавых, бурых камней руды в сверкающий металл. Ученые, инженеры, новаторы — смелые разведчики будущего — выискивают новые и новые пути ускорения процессов, повышения производительности агрегатов, облегчения человеческого труда. И, конечно, в этом огненном конвейере есть еще много, что можно усовершенствовать. И в конце концов будут созданы типовые автоматические металлургические комбинаты, в которых окажется лишним присутствие людей. Все — и управление домной, и составление шихты для нее, и тонкое, ювелирное руководство сталеплавильными печами, и производство проката— возьмут в свои железные руки автоматические машины, снабженные электронными счетно-решающими устройствами. Может быть, один, может быть, два человека будут на целом комбинате для наблюдения над работой некоторых устройств, и все.
Возможно ли это? Да. Скоро ли это произойдет? Нет, конечно, не скоро. Но, может быть, таких комбинатов не будет и никогда, ибо уже давно, оценивая критическим взглядом этот грандиозный конвейер, и специалисты-металлурги и молодые рабочие, впервые знакомящиеся с ним, задают себе один и тот же вопрос: неужели невозможно осуществить это превращение более простым способом? Не через три ступени, а через одну? Существуют, наверное, тысячи проектов реорганизации всего металлургического процесса таким образом, чтобы сразу же получать не «свинское железо» — чугун, а сталь требующегося состава.
Действительно, чего бы, казалось, проще. Чугун собирается на самом дне доменной печи. Устроить в нем отверстия да за пятнадцать минут до выпуска металла продать через расплавленный чугун кислород, выжечь из него углерод прямо в домне и слить в ковши уже малоуглеродистую сталь. И хотя сделать так никто не пробовал, но, по всей вероятности, ничего не получится. Дело не только в том, что бешеный вихрь огня, газов, который начнет бушевать над чугуном, как он бушует над конвертором, нарушит ритмичный, размеренный ход печи. Нет, просто в домне столько углерода, что освободиться от него там немыслимо.
Да, и такие кружевные мосты воздвигнут из сверхпрочных сплавов.
А между тем пути прямого получения железа из руды есть. Их знали уже первые древние мастера. Нет, не утеряны их секреты. И сегодня в нашей стране, на Сулинском металлургическом заводе, в небольших количествах для специальных целей выплавляют сталь из руды в тиглях. В большие горшки из огнеупорной глины закладывают послойно железную руду, уголь, известняк. Затем тигли помещают в печь и нагревают до температуры около 1000–1100 градусов. Мы знаем, что при такой температуре ни железо, ни пустая порода не плавятся. Но за