Михаил Васильев - Металлы и человек

Что ж, возможность осуществить такой процесс существует. Мало того, он довольно широко уже применяется. Это — электросталеплавильный процесс.

Печи для электроплавки вышли уже из младенческого лабораторного возраста — они достигают емкости в добрые 180 тонн стали. Это сложные агрегаты, имеющие разнообразное электрическое и механическое оборудование.

…В печь загружают шихту. Включаются и опускаются графитовые электроды. Вот они приблизились к металлическому лому шихты, и молнии обвили куски стали.

Начинается плавка.

В пламени электрических разрядов температура достигает 4 тысяч градусов. Шихта стремительно плавится, струйки металла стекают и накапливаются на подине. И вот электроды уже коснулись жидкого металла.

Уже во время плавки добавляют сталевары 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, скачивают. Для образования нового шлака в печь снова добавляют известь…

Мы не будем рассказывать весь ход плавки, перечислять все добавки железной руды, извести, плавикового шпата, присыпки шлака ферросилицием и молотым коксом, продувки сквозь жидкий металл кислорода и т. д.

Каждая из этих операций имеет свою задачу, свой смысл. И в результате всех этих манипуляций, длящихся около шести часов, получается сталь, какую нельзя получить никаким другим способом. Она содержит предельно малое количество фосфора и серы, очень немного неметаллических включений и точно заданные количества, тех добавок, которые запланированы металлургами.

Иногда в электропечах доваривают сталь, выплавленную в мартене или бессемеровском конверторе. В этом случае продолжительность плавки сокращается до трех часов.

У электростали есть только один существенный недостаток: она дорога. Ведь на производство каждой тонны стали надо затратить около 700 киловатт-часов энергии, не говоря уж о расходе флюсов, электродов и т. д.

Могучее дитя вырастает у такой няньки.

И все же выплавка электростали во всем мире стремительно растет. Уже в 1955 году в США производство ее достигло 7,6 млн. тонн — 7,1 процента от общей выплавки стали. В нашей стране в этом же году было выплавлено 3,4 млн. тонн электростали — 7,5 процента от общей выплавки. Таким образом, Советский Союз занимает второе место в мире по производству электростали.

Электросталь — могучий соперник конвертора и мартена. Но мы видим, что занимаемые ею сегодня позиции и в нашей стране и во всем мире еще не сравнимы с позициями конверторной, а тем более — мартеновской стали.

И все же, вероятно, за ней будущее, если только развитие металлургии не изменит резко своего пути и переделка чугуна в сталь не окажется вообще излишней.

Но если вы скажете, что вся сталь, получаемая в нашей стране сейчас, выплавлена или в мартеновских печах, или в бессемеровских конверторах, или, в крайнем случае, в электропечах, то вы все-таки ошибетесь. И дело не в том, что кое-где у нас выплавляют для специальных целей кричное железо прадедовскими способами прямо из руды, — нет, новый соперник мартена родился совсем недавно. Первый оборот он сделал в 1958 году в мартеновском цехе Нижне-Тагильского металлургического комбината.

Первый оборот? Что за странность?

Ничего странного здесь нет. Просто соперник мартена представляет собой вращающуюся цилиндрическую наклонную печь.

Она невелика, размером и формой внешне напоминает бетономешалку и так же невзрачно выглядит по сравнению с величественными мартенами, стоящими рядом, как сказочный Конек-Горбунок рядом со своими золотогривыми братьями. Но она, бесспорно, уже в первом своем варианте превосходит по всем показателям мартеновскую печь. Вот как она работает.

Нет, вовсе не с фантастической скоростью вращается ее корпус — он делает всего лишь от 0,2 до 1 оборота в минуту. Из подвесного бункера в нее, когда она еще неподвижна, загружают руду и известь, затем по желобу заливают из ковша чугун, а затем через это же отверстие две фурмы подают в печь кислород.

Одна фурма погружается в расплавленный металл. Пробивающийся сквозь жидкий расплав кислород соединяется с углеродом. Из металла вырывается угарный газ. Его-то и дожигает кислород из второй фурмы. Температура в печи поднимается до 2 тысяч градусов.

Оператор включает рубильник, и печь начинает поворачиваться. Это усиливает перемешивание металла, убыстряет процесс выплавки. Выгорают и сера и фосфор. Постоянное перемещение расплавленной массы по стенкам печи предохраняет, защищает их от разрушения высокой температурой.

Весь процесс варки стали занимает не более 20 минут. Вместе с загрузкой печи, сливом шлака и металла время плавки — 50 минут. Но и это означает возможность осуществлять 24 плавки в сутки.

Преимущества роторной печи даже перед усовершенствованным конвертором несомненны. Она выплавляет сталь с любым по существу содержанием углерода — от 0,05 до 0,8 процента. По качественным показателям эта сталь превосходит конверторную. При конверторном производстве выход годного металла равен 84 процентам, при роторном — на 3 процента больше. А кислорода на передел требуется меньше. Обслуживают роторную печь всего три человека. Малютка является серьезным соперником и мартеновским печам: ведь ее стоимость — даже первой экспериментальной установки! — в восемь раз ниже стоимости мартеновской печи такой же производительности. И места она занимает несравненно меньше. И топлива не требует — только на разогрев, после того как она находилась в ремонте и долго не работала.

Вторая такая же печь сооружается на «Азовстали». Опыт эксплуатации этих первых печей позволит более точно оценить их возможности и права на большую жизнь в металлургии.

Перешагнем сразу через целую цепь технологических операций. И вот мы в цехе подшипникового завода. Автоматический контролер берет шарики по одному и быстро поворачивает их перед окуляром фотоэлемента. Электронный представитель ОТК придирчив, но справедлив. Он не забракует хорошего шарика, но и не пропустит бракованного.

И вот у нас в руках брак. В полированном сверкающем металле высокого качества видны какие-то черные точки, соринки.

— Посторонние неметаллические включения, — комментирует специалист-металлург.

Да, конечно, эти шарики не смогут работать в ответственнейших узлах машины — ее подшипниках. Автомат правильно сделал, забраковав их. Но какими путями попали эти соринки в сверхчистый, с превеликой тщательностью выплавленный и обработанный металл?