Шрифт:
Закладка:
Последнее обстоятельство сыграло очень важную роль в становлении нового процесса. В начале XX в. мартеновские печи почти полностью вытеснили бессемеровские и томасовские конвертеры, которые хотя и потребляли лом, но в малых количествах.
Температура в мартеновской печи достигает 1700–1800 °C, а в фокусе горения до 2000 °C. Более низкое качество конвертерной стали объясняется растворением в пей азота воздуха. Новую жизнь в конвертерный процесс вдохнуло кислородное дутье.
Опыты были впервые проведены в 1945 г. на московском заводе «Динамо». В 1956 г. на выплавку стали на чистом кислородном дутье перешел конвертерный цех металлургического завода имени Петровского. А в начале 1958 г. вступил в строй самый крупный цех такого типа на заводе «Криворожсталь».
Кислород подается через трубку, опущенную в металл сверху. В месте соприкосновения кислорода и металла температура поднимается до 3000 °C. При такой температуре плавятся самые тугоплавкие металлы.
Идеальным было бы такое ведение процесса, в котором не участвовали бы ни воздух, ни газы горения топлива. Только варьируя добавками, шлаками, примесями, можно сварить сталь точно заданного состава. И такой процесс существует. Это — электроплавка.
В печь загружают шихту. Включаются и опускаются графитовые электроды. В пламени электрических разрядов температура достигает 4000 °C. Шихта плавится, струйки металла стекают и накапливаются на подине. И вот электроды уже коснулись жидкого металла. Во время плавки сталевары добавляют в электропечь известь и другие флюсы, наводя первый шлак. В него начинает переходить из расплавленного металла фосфор. Затем они обеспечивают удаление из металла водорода, азота и неметаллических включений. И первый шлак удаляют. Для образования нового шлака в печь снова добавляют известь.
В результате всех манипуляций, длящихся около шести часов, получается сталь, какую нельзя получить никаким другим известным способом. Она содержит предельно малое количество фосфора и серы, очень немного неметаллических включений и точно заданные количества нужных добавок.
Русское железо
Почти два с половиной столетия назад по замыслу Петра I встал город Екатеринбург у Каменного Пояса, на границе Европы и Азии, чтобы помочь молодой державе строить военный и торговый флот, вооружить армию, выйти из зависимости от иноземных государств. Трудно назвать другой город, где с первых дней существования возникло бы такое обилие ремесел. Появилась армия умельцев: рудознатцев, кузнецов, углекопов, камнерезов, «плавильных» мастеров.
На севере Урала, за стеной леса — город Невьянск. Когда-то сюда приехал родоначальник фамилии Демидовых, «усовершитель и распространитель» заводов на Урале. Первый уральский чугун получен в Невьянске. Завод некоторое время преуспевал, но потом сжег вокруг себя все леса, остался без топлива и захирел. От старого завода осталась лишь знаменитая «падающая» башня, с которой связано много мрачных преданий.
Нижний Тагил Демидовы называли своей «северной столицей». Царская грамота, которую получил от Петра I предприимчивый тульский кузнец Никита Демидов, явилась ключом к сокровищам Уральского хребта. Почти двести лет владычествовала в «горном гнезде» эта династия. Ей принадлежало около миллиона десятин лучшей земли, 11 заводов, более 100 приисков, угольные копи, рудники, железные дороги.
Благодаря стараниям талантливых уральских мастеров Нижнетагильский завод быстро набирал силу. Через десять лет после основания он занял первое место в мире по производству чугуна. Великобритания и США охотно покупали железо, выплавленное из магнитной руды горы Высокой: оно отличалось чистотой, податливой мягкостью и гибкостью.
Думая о судьбе Тагила, Мамин-Сибиряк предполагал, что уже недалеко то время, когда этот завод «сделается русским Бирмингемом». Однако бешеная погоня заводчиков за прибылью, их нежелание сколько-нибудь совершенствовать производство постепенно привели промышленность города к полному застою. Известный русский металлург М. А. Павлов, совершивший в конце XIX в. поездку по уральским заводам, был поражен тем, что во всем Тагильском округе встретил лишь одного инженера. Это был его товарищ по институту В. Е. Грум-Гржимайло.
Мамин-Сибиряк так писал о судьбе рабочего, занятого огненной работой: «…хорошо, если такой рабочий женится вовремя и к тому времени, когда он уже не в силах будет работать, у него успеют подрасти на смену дети: в противном случае ему грозит положительная нищета. На огненной работе в 15–20 лет вытянется какой угодно рабочий…»
В те времена рабочий получал в среднем чуть больше 11 руб. в месяц. А вот своей «иждивенке», принцессе Матильде, тагильский завод выплачивал ежемесячно свыше 4000 руб. Анатолий Демидов, купивший в Италии титул князя Сан-Донато, женился на племяннице Наполеона Матильде. Князь был крутого нрава и однажды побил жену. Николай I разрешил принцессе оставить мужа, а Демидова обязал платить ей по 50 тыс. руб. в год. Кратковременная жена Демидова шестьдесят лет была на иждивении тагильских рабочих…
До Октябрьской революции Тагил был рабочим поселком с прудом, господским домом, церквами и бронзовым памятником. Раболепный скульптор изобразил Демидова в величественной позе, он снисходительно протягивает руку коленопреклоненной женщине в царской короне, олицетворяющей Россию.
Несмотря на огромные запасы, Россия в 1913 г. давала лишь около 6 % мирового производства металла.
В. И. Ленин придавал первостепенное значение развитию черной металлургии. В 1913 г. в огромной стране со 150-миллионным населением было выплавлено лишь 3,6 млн т стали. Сейчас это средняя годовая производительность среднего металлургического завода.
В 1985 г. в СССР добыто около 250 млн т товарной железной руды. Идет освоение железорудных месторождений Сибири, Казахстана, Дальнего Востока.
По объему добычи железной руды и выплавке стали СССР занимает первое место в мире. Однако это обстоятельство еще не может служить предметом большой гордости. Дело в том, что удельный вес легированных высококачественных сталей в нашей черной металлургии относительно невелик, несмотря на то что именно русские ученые — Амосов, Чернов и другие заложили научные основы выплавки качественных сталей. В результате из большого количества стали мы производим более тяжеловесные конструкции, меньше машин и приборов. Перестройка структуры черной металлургии — одна из важнейших задач XII пятилетки.
В частности, освоение Качканарского месторождения, по содержанию железа самого бедного из всех разрабатываемых в мире (всего 15–18 % железа), обусловлено тем, что руда здесь природно легирована ванадием. Это дает возможность не только получать легированную сталь из руды Качканара, но и дополнительно извлекать ванадий из шлаков металлургии.
Черный осветлитель
Землистый темно-серый минерал пиролюзит является основным источником ближайшего соседа железа но таблице Менделеева — марганца. Вместе с ним встречаются похожие на него псиломелан (в переводе с греческого — черпая стеклянная голова), манганит, название которого происходит от латинского названия марганца. Все это окислы марганца. В последнее время промышленное значение приобрел и карбонат марганца — родохрозит. Его второе название — роза инков (от греч. «родоп» — роза). Отполированные
