На заводах Круппа в 30-е годы. В ЭССЕНЕ

May 18, 2012 07:00

1. Предисловие
2. РАЗЛИВКА СТАЛИ

О НАУКЕ И ЖИЗНИ

Воспоминания члена-корреспондента АН СССР В. ЕМЕЛЬЯНОВА
"Наука и жизнь", 1965, №11, стр. 65

НА ЗАВОДЕ КРУППА В ЭССЕНЕ
В начале 20-х годов многие марки высококачественной стали на заводах Советского Союза совершенно не изготовлялись. Стояла задача организовать их производство. В то время я работал в лаборатории злектрометаллургии Московской горной академии, и мне пришлось принять участие в разработке производственного процесса и определении основных показателей одной из новых марок магнитнои стали.

Общим руководителем научно-исследовательской работы бьп профессор Н. А. Минкевич. Было решено начать экспериментирование со сталью, содержащей, помимо других элементов, также и молибден. В то время молибденовые стали у нас в стране не производились, а сведения по свойствам молибдена и о его поведении в процессах сталелитейного производства были скудными.

- Необходимо выплавнть хромистую сталь с содержанием одного процента молибдена,- сказал мне Николай Анатольевич Минкевич.- Какой угар молибдена вы думаете принять при расчете шихты?

На всех лекциях по производству стали профессора и преподаватели академии утверждали, что угар молибдена достигает сорока процентов, поэтому я уверенно ответил:
- Сорок процентов.
- Вы будете вести плавки в небольшой печи, у вас угар будет больше. Я советую вам принять в расчете не сорок, а пятьдесят процентов угара,- посоветовал Минкевич.

Так я и поступил. После отливки первых слитков новой марки стали отнес образцы в лабораторию аналитической химии. Я ожидал, что содержание молибдена будет в пределах одного процента, но, к моему удивлению, в полученном из химической лаборатории сертификате в рубрике «молибден» стояло: «Два процента». С листом бумаги, иолученном от химиков, я направился к профессору Минкевичу.
- Ну какие тут можно вести исследования, если у нас даже молибден не могут определять! - в раздражении произнес Минкевич, выслушав мое сообщение о том, как я проводил расчеты и вел плавку. - Одним словом, химики!

Мы настолько верили в то, что молибден сильно окисляется в процессе производства стали, что не могли допустить, что совершаем ошибку, принимая в своих расчетах такой высокий угар молибдена.

- Будем считать, что в стали содержится один процент молибдена, - решительно заявил Минкевнч. - Другого выхода у нас нет.

Прошло более двух лет. И вот как-то в сталеплавильном цехе крупповского завода в Эссене, наблюдая за ходом процесса выплавки одной из сталей сложного химического состава, содержащей наряду с другими элементами также и молибден, я увидел распоряжение начальника сталеплавильного цеха: «При расчете шихты исходнть из того, что молибден ведет себя так же, как никель, то есть не окисляется». Слова «не окисляется» были нолчеркнуты, а внизу стояла подпись: «Мюллер».

Мюллера, начальника сталеплавельного цеха, на заводе звали Шталькёниг (король стали). Мюллер хорошо знал сталелитейное производство и сам лично налаживал процесс выплавки большинства марок стали, изготовляемых заводом.

Я был настолько обескуражен прочитанным мною указанием Мюллера, что немедленно пошел разыскивать Тевосяна.

- Ты только посмотри! Мы во всех наших расчетах принимаем угар молибдена в сорок процентов, а Мюллер исходит из того, что молибден совершенно не окисляется!
- Да, действительно, очень интересное распоряжение. Нам надо внимательно проследить от начала до конца за всем ходом плавки, - сказал Тевосян.- Давай это сделаем вместе, чтобы не упустить чего-либо, - предложил он.

И мы встали к печи с секундомерами в руках. Плавка проводилась дуплекс-процессом - в двух печах. Стальной лом, содержащий отходы молибдена, вместе с чугуном загружали в мартеновскую печь, где в процессе плавки окислялись примеси, и сталь с очень низким содержанием углерода в жидком виде передавалась в электропечь, в которой и заканчивался процесс сталеварения.

- Неужели молибден действительно не будет окисляться, - спросил меня Тевосяк. - Ведь назначение технологического процесса, происходящего в первой печи, и состоит в том, чтобы окислить все примеси, способные окисляться. Я предлагаю по ходу плавки отбирать пробы и следить по ним за поведением молибдена.

По мере процесса плавления мы отбирали пробы и в цеховой химической лаборатории определляли содержание молибдена. От первой и до последней пробы результаты не изменялись. Цифра содержания молибдена в 0,2 процента стояла на каждом листке, получаемом нами из лаборатории.

Мюллера в цехе не было, но в конце смены он появился и, подойдя к нам, спросил, почему мы так интересуемся содержанием молибдена в стали.
- Мы полагали, что молибден сильно окисляться,- сказал Тевосян.
- Несколько лет тому назад и у нас так многие дугмали. Дело в том, что в одном из журналов появилась статья о сильном окислении молибдена в процессе производства сталей, содержащих молибден. Автор статьи, вероятно, или плохо знал производство, или же имел в виду не плавку, а другие металлургические операции. Дело в том, что окислы молибдена летучи. Но окислить молибден в процессе плавки очень трудно: в стали содержится много элементов, которые легче и быстрее связывают кислород, нежели молибден Эта статья, о которой я упомянул, и на наших заводах повела к недоразумениям, но мы во-время проверили и установили, что это не так. Но все-таки я мастерам всякий раз напоминаю о том, что молибден не окисляется. У нас химики хорошо определяют молибден.

«У нас тоже хорошие химики‚ - подумал я. вспомнив о том. как мы впервые плавили молибденовую сталь в Горной академии, - но мы своим химикам тогда не поверили, находясь под гипнозом статьи, напечатанной в иностранном журнале и широко разрекламированной по всей стране».

Где-то в подсознании у меня, как лампочки, загорелись слова: «Доверять-то доверяй, но и проверяй!»

Вскоре после этого случая Тевосян, который в то время работал уже помощником мастера у электропечи, сказал мне:
- А ты знаешь, я, кажется, поспешил с заключением в оценке крупповского метода производства стали. Чего-то главного мы еще не уловили в их методе.

Разница в процессе действительно была разительной, в особенности в методах раскислення.

- Вот смотри. Мы загружаем ферросилиций в виде крупных кусков и стараемся, чтобы эти куски погрузились в жидкую сталь. А здесь все делается наоборот: ферросилиций размалывается в порошок и разбрасывается по поверхности жидкого шлака. Сколько его бесполезно окисляется за счет кислорода воздуха! Почему они так поступают?

- Давай поговорим с мастером Квятковским. - Мы пошли к Квятковскому.
- Почему вы не кусковой ферросилиций используете при раскислеиии стали, а порошкообразный? - спросили мы Квятковского.

- Раньше кусковым пользовались, а вот уже много лет мелкий применяем.
- Но почему?
Мастер взглянул на нас и произнес:
-- Я в высшей школе не учился. Я не инженер. Этот вопрос вам надо задать не мне, а инженеру. Спросите Шенка, он доктор. Он вам объяснит, почему. Как это делается, я могу рассказать. а почему - это вам должен рассказать ииженер, например, Шенк.

Доктор Шенк большей частью работал в ночной смене, «может быть. нам поработать в ночной смене с Шенком и порасспросить его?» - эта мысль возникла у нас обоих: у Тевосяна и у меня. И мы решили со следующей недели перейти в ночную смену. Ночью работать спокойнее. В цехах нет начальства и посторонних посетителей. Никто не отвлекает, да и рабочие у печей более разговорчивы.

При первой же встрече с Шенком мы задали ему мучивший нас вопрос:
- Почему на заводе используется не кусковой, а порошкообразный ферросилиций?
- Для чего мы вводим в жидкую сталь ферросилиций?-спросил Шенк и сам же ответит, - Для того, чтобы отобрать кислород у железа и связать его в форме окиси кремния. Так? Так. Ну. а теперь посмотрим, что же будет происходить, если мы будем загружать кусковой ферросилиций? Куски ферросилиция, погруженные в жидкую сталь, растворятся в ней, и кремний будет отбирать кислород от окислов железа. Не правда ли? А что будет с продуктом реакции - окисью кремния? Она в большей своей части останется в жидком металле в виде шлаковых включений. Часть окиси поднимется вверх н перейдет в шлак, но большая часть останется в стали, а при разливке стали и остывании слитков законсервируется в них и, таким образом, насытит сталь неметаллнческими включениями. А что произойдет, если мы тот же ферросилиций, но в форме порошка. будем разбрасывать по поверхности жидкого шлака? Ферросилиций в этом случае будет взаимодействовать с окислами железа. находящимися в шлаке. Освобождеииое от кислорода железо будет переходить в металл, а окись кремния останется в шлаке. Уменьшение окислов железа в шлаке "нарушит равновесие, и окислы железа начнут диффундировать из металла в шлак. Мы этот процесс раскисления так и назвали - диффузионным. Между прочим, теория процесса подробно разобрана в моей книге.

- Но там ничего нет о практике работы вашего завода!
- Да, это правильно. О практике мы не пишем. Она нам досталась дорогой ценой.

Теперь все стало понятно. «Вот чем, оказывается, объясняется высокое качество крупповской стали - подумали мы. - Как много следует еще изучить, чтобы уметь готовить сталь высокого качества!»

Вскоре на завод прибыл еще один практикант-инженер Путиловского завода Зегжда. Он рассказал, что завод начал осваивать производство новой марки стали с высоким содержанием алюминия и заводские работники встретились с большими трудностями.
- А что за затруднения у вас? - спросил Тевосян.
- Сталь должна содержать около одного процента алюминия и О,2-О,3 процента кремния, а у нас получается как раз наоборот. Алюминий горит и мы его никак не можем удержать в стали, а кремний неизвестно откуда лезет в сталь, и его содержание доходит до 0,8-О,9 процента. Работы с этой маркой стали прекратили, а меня вот сюда направили,- поведал нам свои горести Зегжда.

В это время на заводе Круппа очень часто изготовлялись стали с высоким содержанием алюминия, и мы предложили ему вместе с нами проследить за всем технологическим процессом производства, тем более, что Тевосяна эти марки стали также интересовали.

На следующий день мы втроем принялись за дело. Записи решили вести порознь, а затем сверять их.

Вот закончен процесс плавления, взяты последние пробы металла и шлака, мастер дал свисток, печь стала наклоняться, и в ковш полилась струя жидкой стали. Двое рабочих стали вводить под струю металла чушки алюминия, прикрепленные к длинным железным прутьям. Затем ковш с жидкой сталью подали на канаву для разливки ее по изложницам. Мы все скрупулезно записывали. Такие наблюдения и записи мы вели несколько дней, пока не убедились, что все исследовано и занесено в наши тетради.

Зегжда уехал в Ленинград, а через несколько дней от него пришла телеграмма, в которой он сообщал, что попытки воспроизвести процесс производства алюминиевой стали на заводе закончились плачевно. По-прежнему в стали не удается удержать алюминий и откуда-то появляется много кремния.

«Может быть, мы все-таки что-то просмотрели, - писал Зегжда. - Очень прошу вас проверить все записи и сообщить мне результаты».

Письмо Зегжды ошеломило нас с Тевосяиом. Что мы могли пропустить? Следили за процессом втроем, все записи сверили. Почему же на заводе Круппа получается, а у нас нет? В чем дело? Придется все начинать сначала.

Мы встали к печи. Вновь стали наблюдать за каждой операцией, за каждым движением кочережки рабочего в печи, за каждой лопатой извести и плавикового шпата. Наконец знакомый свисток мастера - процесс сталеварения закончен. Все направляются к другой стороне печи, где стоит ковш, готовый принять жидкую сталь. Но где моя тетрадь с записями? В карманах ее нет. Вспоминаю, что оставил ее у конторки мастера.

Вернувшись назад, туда, где мы проводили наблюдения за всеми технологическими операциями, я увидел, что один рабочий печной бригады остался здесь. Когда печь стали наклонять, ои поднял заслонку печи и стал лопатой бросать известь.

- Зачем вы это делаете? - спросил я.
- Надо шлак удержать в печи, пока сливается сталь, иначе весь алюминий сгорит.
Я буквально остолбенел. Да ведь это же главная операция при производстве этой марки стали!

В один миг я был около Тевосяна.
- Скорее пойдем туда, к загрузочному окну!
Он был поражен и взволнован не менее меня.
- Ну, теперь все понятно, почему получается брак на Путиловском заводе... Но мы-то, мы-то как могли пропустить этот прием! Ведь втроем смотрели!

Обычно при выпуске стали из печи металл вытекает вместе со шлаком. При производстве же стали с высоким содержанием алюминия шлак задерживают в печи. Для этого на заводе Круппа использовался следующий прием. В самом конце плавки к выпускному отверстию печи забрасывалось несколько лопат извести, И шлак на небольшом участке «замораживали», а отверстие для выпуска стали пробивали небольшое. Таким образом, алюминий подавался в струю жидкого металла и не соприкасался со шлаком. Если бы сталь из печи вытекала вместе со шлаком, тогда алюминий взаимодействовал бы со шлаком и окислялся бы, а восстановленный из шлака кремний переходил бы в сталь, окисленный же алюминий - в шлак. Этого приема на Путиловском заводе не знали, чем и объяснялось, что там не удавалось «удержать» алюминий. Вместо него в стали появлялся излишний кремний.

Загадка была разрешена. Мы были очень довольны тем, что могли подробно ответить на письмо Зегжды, но вместе с тем и раздражены на самих себя.

- Как же мы просмотрели эту операцию? - несколько раз повторил Тевосян. Надо еще раз проверить все наши записи. Как бы и по другим процессам не получилось то же самое.

Так день за днем мы постигали многовековой опыт кругпповских методов производства. Материалов для изучения было много, дней не хватало, и мы стали часто оставаться на заводе на вторую смену.

Технология, ЖЗЛ, История

Previous post Next post
Up