В КОТОРОЙ ЧИТАТЕЛЬ ЗНАКОМИТСЯ С КОНСТРУИРОВАНИЕМ СТАЛЕЙ
Первое, что бросилось мне в глаза при взгляде на металлургический гигант, — это отсутствие доменных печей. Огромных огнедышащих кубков домен, в которых из землистой руды рождается металл, не было. Не было и привычных глазу воздухонагревателей — высоченных резервуаров для подогрева воздуха, обычно необходимых при выплавке металла.
Под нами на несколько километров простирались огромные светлые корпуса, сливаясь в сплошную вытянутую линию. К этому солнечному зданию сквозь зеленое окружение садов тянулись стальные магистрали железнодорожных путей, гладкие автодороги. Правильные квадраты лесозащитных насаждений чередовались с золотыми клиньями заводской территории полей.
По голубой ленте канала, пересеченного ажурными мостами, скользили суда и самоходные баржи.
Несколько дальше в синеватой дымке летнего воздуха виднелись жилые дома, спортивные площадки и опять густые зеленые сады.
Все это я видел с птичьего полета, когда инженер Прокофьев задержал свой маленький вертолет над заводской территорией.
Машина повисла над стеклянной крышей завода, словно опираясь о голубую толщу прозрачного воздуха своими легкими винтами. Сделанный из органического стекла, прозрачный купол защищал нас от ветра.
Крохотные воздушно-реактивные двигатели, расположенные на слегка утолщенных концах винта, вращали его, как воздушную карусель, почти не мешая своим шипящим свистом нашему разговору.
— Вот и паше хозяйство! — весело сказал Прокофьев, не выпуская из рук руля и повернув ко мне свое широкое лица.
Жесткие, поседевшие на висках волосы и неглубокий шрам, пересекавший подбородок — далекий отпечаток фронтовых лет, — делали слегка суровым добродушное лицо Прокофьева.
— Здесь мы варим сталь. Весь путь — от руды до проката — так сказать, у вас перед глазами. И все делается за один прием, без остановки! Вон там, с правой стороны корпуса, поступает железная руда — запасы ее хранятся в бетонных бункерах. А продукцию нашу — стальной прокат — грузят на платформы с левого края, этак километров за пять отсюда. Все чудо получения стали совершается под одной стеклянной крышей — той, что распростерлась сейчас под нами. Если вы рассмотрели все это, я пойду на снижение.
Я хотел было задать несколько вопросов инженеру, однако не успел. Прокофьев легким движением рычага изменил угол наклона лопастей воздушной машины, и вертолет стремительно пошел на посадку. Мелькнула запрокинутая стеклянная крыша, неестественно наклонившаяся лента канала, зеленые крены ставших уже близкими деревьев и, наконец, ровный квадрат посадочной площадки.
Через несколько минут мы сидели в уютной комнате отдыха дежурных инженеров завода. В зале было светло и прохладно. Несколько картин, вставленных в массивные рамы, украшали стены помещения. На круглом столе лежали свежие газеты и журналы. Затемненный экран телевизора безмолвствовал.
— Ну, теперь я выслушаю ваши вопросы. Ведь без них порядочному журналисту и часу не прожить, — обратился ко мне с улыбкой Прокофьев, отчего его скуластое лицо опять приняло добродушное выражение.
— Я знаю, что вы получаете сталь по новому методу, без доменных печей. Расскажите подробнее, как это делается, прежде чем мы спустимся в цехи.
— Да мы вообще не получаем чугуна, и к этому мы пришли не сразу, — обстоятельно начал рассказывать Прокофьев. — Надеюсь, вы помните, как получали когда-то сталь? В доменную печь загружали железную руду, кокс, полученный из каменного угля, и флюсы — разного рода добавки, необходимые для процесса восстановления железа из руды. Мощные струи нагретого воздуха, поступая из воздухонагревателей в печь, сжигали кокс. Раскаленные газы, богатые окисью углерода, и углерод кокса отнимали кислород у руды, превращая ее в чугун — железо со значительным содержанием углерода. Периодически из домны выпускали чугун и шлак — расплавленную массу, образующуюся при доменном процессе. Чугун направляли в разливочную машину, после чего он застывал в виде продолговатых слитков — чушек. Сталь варили из чугуна и железного лома в специальных мартеновских печах. При этом процессе у чугуна отнимали избыточный углерод, превращая его в сталь. Расплавленную сталь разливали в формы. Наконец застывшие стальные болванки вновь нагревали и прокатывали на специальных прокатных станах в стальные заготовки — листы, балки, угольники, плиты и т. п. Как видите, весь этот процесс требует большого напряжения. Он представляется нам сейчас длительным и дорогостоящим делом… Сегодня мы работаем по иному методу, и я с удовольствием познакомлю вас с ним. Вначале я хочу сказать еще несколько слов о промежуточном процессе. Только давайте раньше позавтракаем. У меня после воздушного путешествия аппетит всегда дает себя знать.
Прокофьев поднялся с кресла и подошел к стеклянному буфету с холодным и горячим отделениями. На легком, прозрачном подносе появился заранее приготовленный завтрак. Продолжая беседовать, мы сели за стеклянный сервированный стол.
— Первое, что мы сделали для улучшения старого металлургического процесса, — продолжал рассказывать Прокофьев, — это широко применили кислородное дутье. Вместо обычной подачи в домну подогретого воздуха мы стали нагнетать в нее воздух, обогащенный добавкой кислорода. Успех получился разительный. Температура в домне поднялась с двух до трех тысяч градусов. В результате домна стала давать намного больше металла, а оборудование ее чрезвычайно упростилось. От громоздких воздухонагревателей отказались совсем.
Отхлебывая короткими глотками горячий кофе, Прокофьев возбужденно продолжал:
— Такую же революцию мы совершили в мартеновском производстве стали. Введение здесь кислородного дутья чрезвычайно упростило получение стали и увеличило производительность печей. Много сверхмощных домен работает на кислородном дутье и в настоящее время. Однако наш завод действует по совсем иному принципу. Мы получаем железо непосредственно из руды, минуя получение чугуна. Этот процесс называется прямым восстановлением железа… Если вы закончили завтрак, идемте, я покажу вам, как это осуществляется на нашем заводе.
Не выходя на заводской двор, мы спустились по внутренней лестнице в просторный цех.
Огромные вертикальные мельницы, как стальные изваяния, вытянулись вверх почти до стеклянного потолка здания, блестевшего где-то высоко у нас над головой. Часть потолка была сдвинута в сторону. В густой синеве неба шли редкие облака.
Я не видел, как куски руды засыпались в мельницы, как получался из нее порошок. Металлические кожухи плотно соединяли между собой все агрегаты, скрадывая шум и защищая помещение цеха от проникновения рудничной пыли.
— Здесь мы размалываем руду в тончайший порошок. Затем после очистки она автоматически поступает в барабанные печи. Не удивляйтесь их размерам — они ведь все равно гораздо меньше домен, — улыбнулся Прокофьев.
Мы пошли дальше. Я заметил, что в огромном помещении, где работало великое множество разнообразных машин, никого не было. За действиями машин совершенно не следили. Но это только казалось. Я знал: автоматизация любого производства основана на тончайшем контроле.
Закинув голову, я смотрел на колоссальные, чуть наклоненные цилиндры барабанных печей. Большие цилиндры, по своим размерам сходные со стальными отрезками тоннеля метро, выстроились в ряд. Непрерывно вращались их огнеупорные барабаны. Сдержанный гул вращения и свист воздушного дутья, заполнявшие все помещение, говорили о мощных химических и температурных процессах, происходивших внутри цилиндрических печей.
— Вы видите трубопроводы, что подходят к заднему концу печи! — прокричал Прокофьев мне в ухо. — По ним поступает газ из ближайшей установки подземной газификации угля. Руду мы получаем здесь, на месте, из автоматизированной шахты. Количество подаваемой на поверхность руды строго определено размерами бункеров, которые вы видели сверху, с вертолета. Таким образом, нам нет необходимости загромождать сырьем заводскую территорию. После размола руда в виде тонкого порошка, похожего на пыль, поступает в печь. Здесь порошок сразу же попадает в раскаленную струю газа. Сгорая, газ отнимает необходимый для горения кислород от руды и тем самым восстанавливает металл. На дно вращающегося барабана падают мельчайшие частицы чистого железа. А продукты горения газа отсасываются с противоположного конца барабанных печей…
— Но зачем же печи вращаются? — перебил я Прокофьева.
— Только для того, чтобы достигнуть равномерного перевода руды в металл. А для самостоятельного продвижения руды от одного конца к другому печь делается наклонной. Однако последуем за нашим процессом… Теперь надо отсортировать железо от невосстановившихся частиц и шлака. Это осуществляется просто. Мы применяем обычный магнитный метод. Видите, эти огромные кожухи? — Прокофьев указал на овальные крышки герметически закрытых аппаратов. — Это магнитные сепараторы. В них установлены вращающиеся электромагниты. Они быстро отделяют частички железа от всех примесей и невосстановившейся руды. Из полученного чистого металлического порошка и конструируют сталь.
— Как — конструируют? — переспросил я инженера. — Можно конструировать мосты, паровозы, станки, но не металл…
— Вот именно, металл мы и конструируем! — с жаром перебил меня Прокофьев. — Мы создаем сталь любого состава, любых качеств и свойств, в зависимости от того, что от нас требуется. Это и есть конструирование.
Мы отошли от магнитного сепаратора, в недрах которого осуществлялась отсортировка железного порошка, и пошли вдоль линии новых машин.
Прокофьев указал мне на группу контрольных аппаратов, встроенных в общую линию изготовления стали. Они предназначались для того, чтобы осуществлять точную дозировку металлического порошка перед поступлением его в печь.
— Вам нужна специальная сталь для высотных сооружений, — с увлечением говорил инженер, — давайте ваши требования, и мы ее сварим. Нужны сплавы для реактивных моторов — сплавы, работающие при температурах красного каления, — мы и их создадим. Нужны детали для кислородных установок, действующих при сверхнизких температурах — минус сто пятьдесят градусов, — и для этих машин мы изготовим металл соответствующего качества. Есть несколько способов создания металла определенных свойств. Мы конструируем стали, если можно так сказать, теоретическими методами. Известно, что даже незначительная добавка в сталь таких металлов, как хром, никель, молибден, вольфрам и другие, чрезвычайно влияет на качество получаемого сплава. Соответствующим образом подбирая присадки разных металлов, можно придать стали те качества, которые от нее требуются: твердость, теплостойкость, вязкость, способность сопротивляться разрыву…
Мы точно установили, какие качества придают стали те или иные сочетания присадок. При конструировании стали мы можем по заданным физико-химическим свойствам точно установить и отрегулировать нужный состав присадок: достаточно лишь установить на указателе машины-дозатора требуемые качества стали. Отмер присадок она сделает сама, автоматически. Овладев законами легирования сталей, мы варим их с полной гарантией того, что металл получит нужные качества… Идемте дальше. Вы увидите своими глазами это конструирование.
Мы перешли в следующий цех, отделенный от шума вращающихся печей-барабанов звуконепроницаемой перегородкой.
Это было удивительное отделение завода. Когда мы вошли, в цехе работало несколько параллельных линий электрических сталеплавильных печей.
«Да печи ли это?» подумал я — так далеки они были от обычного представления о металлургическом цехе.
Каждая из автоматических сталеплавильных печей представляла собой сложную установку. К герметически закрытой, обложенной термостойкими плитами печи тянулись электрические провода и трубы. Окруженная густой сетью механизмов и вспомогательных аппаратов, печь напоминала многорукого осьминога, опутанного стальными канатами.
В воздухе носился специфический запах, который всегда бывает в помещениях с большим количеством раскаленного металла.
Нетрудно было представить себе полную схему бездоменного получения железа.
— Это и есть наша главная «кухня»! — рассмеялся Прокофьев. — Она работает на токах высокой частоты. Как добрая хозяйка, мы добавляем в металл, расплавляемый в электрической печи, всякой приправы, чтобы варево получилось по вкусу нашим техническим потребителям.
Прокофьев подошел к небольшому пульту у одной из сталеплавильных линий и коротким движением руки поманил меня к себе.
— Посмотрите, — указал он мне, — здесь автоматически записывается устойчиво отрегулированный состав стали. По ходу плавки он непрерывно проверяется спектральным анализом: железо, углерод, никель, хром, молибден.
Прокофьев указал на ряд кривых. Они вычерчивались самопишущим прибором на разграфленном рулоне целлулоида.
— Железо в виде порошка после отсортировки поступает в электропечи через дозатор. Токи высокой частоты расплавляют металлический порошок, и тогда в печь добавляются присадки очень точным механизмом. В этот процесс мы уже не вмешиваемся — он полностью автоматизирован. Окончательные результаты плавки вы видите на этой кривой. Они у нас никогда не расходятся с теоретическими.
Мы подошли к одной из печей. Она бездействовала. Возле нее работали два сталевара-наладчика — пожилой человек с гладко выбритым энергичным лицом и кряжистый юноша с торчащим вихром золотых от солнца волос. Открыв шкафы контрольных приборов, они внимательно регулировали действие электромагнитных реле.
— Познакомьтесь. Это Степан Кузьмич Игнатьев, наш лучший специалист по рецептуре стали, — представил мне старика Прокофьев. — Под его руководством проходят практику студенты Института стали. Знакомьтесь и с представителем будущих мастеров сталеплавильного дела.
Я пожал сильную руку Игнатьева и познакомился с юношей студентом, помогавшим старому мастеру.
Они заканчивали наладку аппаратуры для автоматической подачи присадок в печь сталеплавильной линии.
— Что нового, Степан Кузьмич? — обратился к мастеру Прокофьев. — Когда можно будет включать печь?
— Все в порядке, часа через два линию можно будет запускать. Опытная плавка прошла удачно. Мы получили почти полное совпадение качества образца стали с теоретическим расчетом, — не торопясь доложил мастер.
— Хотите посмотреть результаты испытания плавки? — вмешался в разговор юноша, откинув упавший на лоб вихор светлых волос.
Он протянул Прокофьеву разграфленную карточку. Карточка была пробита в нескольких местах аналитической машиной. Всматриваясь в отметки, указывающие химический состав плавки, Прокофьев внимательно изучал непонятные мне значки на карточке. Затем, обратившись к Степану Кузьмичу, он распорядился:
— Увеличьте еще на два деления поступление углерода, а затем можете сообщить диспетчеру о запуске линии. Предупреждаю вас: внимательно следите за содержанием углерода, чтобы не допустить его колебаний. Сегодня слегка изменился состав генераторного газа… Угольщики начали газифицировать новый пласт, — пояснил он мне. — Поэтому возможны небольшие отклонения в составе газа, пока процесс газификации не станет устойчивым. Думаю, что это не займет более двух-трех дней. Хотя поступление газа и автоматизировано, сегодня за ним надо посматривать.
Попрощавшись с наладчиками, мы пошли дальше вдоль линии действующих машин, вслед за движением металла. Всё новые и новые механизмы вставали передо мною. Я увидел две огромные гусеничные ленты, похожие на траки колоссального танка. Расположенные одна над другой, покрытые жароупорным составом, эти гусеничные ленты образовывали своими краями подобие движущегося колодца. В пространство, ограниченное гусеницами, непрерывно заливался расплавленный металл. Система труб присоединялась к этой необычайной конструкции, подводя к застывающему металлу охлаждающий раствор.
Медленно вращались гусеницы. Медленно выходила из их зияющего жерла раскаленная полоса уже застывшего, но еще огненного металла.
— Это один из самых ответственных наших аппаратов — автоматический кристаллизатор, — пояснил мне Прокофьев. — Он работает непрерывно. Основное его назначение — регулировать скорость застывания жидкого металла. Охлаждение металла по всей длине кристаллизатора постоянно регулируется целой группой пирометров — аппаратов, автоматически регистрирующих температуру. Ведь именно от скорости и температуры застывания и зависит в конечном итоге внутреннее строение получаемого металла. Здесь происходит почти то же, что при отпуске и закалке стали: быстро охлажденная сталь становится хрупкой, отожженная сталь — мягкой. Процесс кристаллизации металла — самый сложный во всем сталеварении. На него впервые обратил внимание великий русский металлург Чернов. Мы теперь добились полной автоматизации в регулировке застывания стали.
Вытирая пот, струившийся по разгоряченному лбу, Прокофьев увлекал меня все дальше и дальше.
Кристаллизаторы, выпуская огнедышащие слитки разной формы, работали на всех линиях. Они создавали на каждой линии свои специфические условия застывания расплавленной стали. Причем эти условия, как мне объяснили, зависели от химического состава стали. Характер застывания сплава определенного состава обеспечивал точно рассчитанные свойства изготовляемого стального изделия.
Замечательным было то, что в этом цехе, вероятно самом сложном во всем производстве и требующем, казалось, усиленного внимания, не было, кроме нас, ни одного человека. Цех работал автоматически.
Также самостоятельно работало и следующее, прокатное отделение, принимавшее раскаленный брус металла непосредственно из колодца кристаллизаторов.
Прокатка металла всегда поражала меня своей красотой.
Ослепительные брусы стали, разбрасывая яркие искры, попадали между могучими валками прокатных станов и раздавливались ими. Затем раскаленные полосы вновь направлялись к следующим валкам. С каждым разом они становились все уже и багровее, заметно теряя свою ослепительность.
— Видите, — говорил мне Прокофьев, вытирая платком влажные седые виски, — в одном случае мы прокатываем стальной лист. Он пойдет на кузова автомобилей. Другая линия вот уже восьмой месяц непрерывно катает двутавровые балки для высотных сооружений. А вон та линия, установленная несколько в стороне, будет постоянно работать на литье. Вместо кристаллизатора обычного типа мы подвели к ней разливочную установку с кокилями — формами. Отмеренный точными порциями, в формы непрерывно заливается металл из печи. Глядите, вон там остывающее литье уже механически вынимается из формы. Кокиль же без остановки вновь идет под очередную заливку.
Восторженно смотрел я на слаженную работу машин и механизмов. Трудно было даже представить себе, каких вершин достигли творцы стали, сделав этот сложнейший процесс нашей техники полностью автоматическим, освободив человека от тяжелого и изнурительного труда.
Разрезался электрическими ножницами на полосы определенного размера стальной лист. Он поступал из-под последних валков листопрокатного стана.
Через равные промежутки времени электрические пилы, разбрасывая каскады искр, отрезали стандартную полосу строительной балки. Огненной змеей вылезала она из-под валков другого стана. Механические грузчики захватывали балку и сваливали ее, еще горячую, на роликовую дорожку.
По наклонной дорожке балки передвигались к складу готовой продукции. Могучие электромагнитные краны, как пачку соломинок, поднимали их и нагружали на железнодорожные платформы.
Огромный завод действовал непрерывно и слаженно. Пять километров прошли мы по его корпусам, почти не встречая людей. Пять километров машин и механизмов, вырабатывающих и формующих металл!
Поразительно было все: и размеры предприятия, и автоматизм его действия, и абсолютная уверенность сталевара в качестве работы этих огромных, но чрезвычайно точных машин, снабженных тонкой и чувствительной аппаратурой.
Основу этой уверенности я ощутил позже, когда Прокофьев провел меня в главную диспетчерскую завода. Несколько инженеров внимательно наблюдали за показаниями приборов, счетчиков и сигнальных ламп автоматических линий.
Каждой многокилометровой линией командовало всего лишь два человека — дежурный инженер и диспетчер.
Люди сидели возле пультов управления и контрольных панелей, готовые в любое мгновение вмешаться в этот налаженный процесс. Малейшее отступление от нормальной работы любого агрегата, любой из поточных линий колоссального комбината немедленно получало отражение на диспетчерском пульте. Химический состав металла особо контролировался и поддерживался постоянным с помощью специального поста управления экспресс-лаборатории.
Тут же, по ходу производства, точные приборы с помощью спектрального анализа устанавливали соответствие количества той или иной присадки.
Несколько специалистов-наладчиков периодически осматривали состояние автоматической линии. В случае необходимости инженер-диспетчер вмешивался в автоматику производства, давая электрический приказ соответствующим механизмам. Они выполняли волю сталевара, изменяя химический состав плавки или температурные условия застывания металла.
Глядя на эту четко организованную, вдохновенную работу сталеваров, я невольно вспомнил мою поездку на командный пост Единой высоковольтной сети. Я вспомнил недавнюю свою знакомую, дежурного диспетчера командного пункта ЕВС — девушку в голубовато-сером комбинезоне. Ей было доверено огромное энергетическое хозяйство страны, как этим людям доверялся сложный процесс производства металла.
