Николай Мезенин - Занимательно о железе

• Название: Занимательно о железе
• Автор: Николай Мезенин
• Издательство: Металлургия
• Жанр: Научпоп
• Год: 1985

Словом «железо» обозначают всю совокупность черных металлов, изделия из чугуна и стали. В сплавах на основе железа сочетаются прочность, пластичность, способность превращаться в изделия любой формы и противостоять ударным нагрузкам, работать при очень низких и довольно высоких температурах.

Книга рассказывает о том главном, чем связаны все металлургические профессии — о железе, металле, который добывают и обрабатывают металлурги многих специальностей. Человеку, выбирающему металлургическую профессию, надо знать больше об истории металла, о том, что связано с его производством, обработкой и использованием.

Читатель встретит в книге любопытные сведения о свойствах железа и его сплавов, узнает биографии железных вещей, познакомится со старинными легендами о железе, с некоторыми новейшими профессиями, с ролью железа в научно-технической революции, заглянет в будущее металлургии.

Книга рассчитана на широкий круг читателей.

---

В этих условиях все большее значение приобретает экономное расходование чугуна, стали, проката. Ведь при наших огромных масштабах производства сбережение всего лишь одного процента проката черных металлов в станкостроительной и инструментальной промышленности, например, сохраняется в таком количестве, которого хватит для изготовления 1,2 тысячи гидравлических прессов или 10 тысяч токарно-револьверных станков.

Академик Б.Е. Патон в статье “Дума о металле” писал, что жизнь заставляет перенести центр тяжести на резкое повышение качества стали и проката, на существенное расширение их сортамента. Он предлагает создать так называемые центры обслуживания, иначе говоря, предприятия-посредники между производителями металла и его потребителями, в задачу которых входит доработка металлопродукции, то есть улучшение. ее потребительских качеств.

Академик А.И. Целиков говорил, что в отечественных научно-исследовательских институтах, конструкторских бюро, на предприятиях рождаются идеи и замыслы, которые воплощаются в машины, подчас не имеющие аналогов за рубежом. Вот лишь один пример из многих. На Днепровском металлургическом заводе им. Дзержинского ввели в строй стан для прокатки выгонных осей. Агрегат создали машиностроители подмосковного города Электросталь по технологии, разработанной ВНИИметмашем и Днепровским металлургическим заводом.

Это первый в мире стан прокатки изделий оригинальным способом, ранее изготовлявшихся только путем ковки. А ковать, значит затрачивать много металла и тяжелого физического труда. Новый же стан представляет собой автоматическую линию с полной механизацией всех операций. Он дает 350 тысяч осей в, год. Его применение позволило не только увеличить производительность труда, но и сберечь немало металла. Ведь этот агрегат вдвое легче, чем, скажем, радиально-ковочная машина австрийского производства для обработки тех же осей, а производительность имеет в 4 раза выше.

Резервы у прокатчиков страны еще немалые. В СССР сейчас коэффициент загрузки мощностей по выпуску готового проката 0,95. А вот коэффициент его использования 0,72. Поэтому металлурги упорно работают над тем, чтобы уменьшить толщину листового металла, значительно увеличить выпуск изделий с минусовым допуском и проката новых промежуточных размеров. Это позволит сберечь как минимум треть черных металлов в сравнении с традиционными видами конечной продукции отрасли.

Большие резервы таит в себе и новая технология обработки проката. В частности, применение штамповки и прессования вместо резания позволяет при обработке каждого миллиона тонн готового проката сберечь и высвободить на другие работы 20 тысяч рабочих и сберечь 15 тысяч станков.

По мнению ученых Института металлургии АН СССР, одним из наиболее важных показателей, характеризующих качество проката, является точность его размеров. Невозможно выпустить прокатное изделие, размеры которого в точности соответствовали бы стандарту: какие-то отклонения обязательно будут. Поэтому в стандартах на прокат предусматриваются максимальные допуски — плюсовые и минусовые, за которые металлурги не имеют права переходить. Плюсовые допуски выгодны прокатчикам, если учет их работы вести по массе продукции в тоннах, и эти же плюсовые допуски повышают вес машин и сооружений, вызывают неоправданные трудозатраты и потери металла в стружку при механической обработке деталей. Поэтому давно возникла идея: выдавать прокат только с минусовыми допусками. Для народного хозяйства это десятки тысяч тонн сэкономленного металла. Однако реализация этой идеи связана на заводах с огромными техническими и организационными трудностями. Решение сложнейшей задачи оказалось по плечу флагману отечественной металлургии — Магнитогорскому металлургическому комбинату.

На Магнитке впервые в стране наладили массовое производство широкого сортамента проката с минусовыми допусками и сдачу его потребителям по теоретическому весу. Это значит, что, скажем, листовая сталь номинальной толщины 8 миллиметров фактически поставляется потребителям толщиной 7,3–7,7 миллиметра.

Опыт Магнитки нашел широкое распространение на предприятиях отрасли. В 1980 году производство проката с минусовыми допусками достигло 45 миллионов тонн. Кстати сказать, массовый переход прокатчиков на работу с минусовыми допусками послужил основой для ужесточения ГОСТов на такие важные виды продукции, как круглая, квадратная, арматурная, полосовая, угловая и листовая сталь, а также на балки и швеллеры.

Производственное объединение “Ижсталь” им. 50-летия СССР изготовляет стальные фасонные точные профили. Ежегодно здесь производят свыше трех тысяч наименований продукции, которую закупают более 200 предприятий. Удмуртские металлурги порадовали проходчиков недр страны, наладив в 1983 году выпуск более надежной стали для производства долот. Таким буровым оборудованием можно пробивать скважины на большой скорости при уменьшении всех затрат. Инструментальщики по достоинству оценили биметаллические заготовки, которые позволили наполовину сократить расход дорогостоящей быстрорежущей стали для инструмента.

Что дает машиностроителям применение точных профилей? Металл всевозможных конфигураций — треугольник, квадрат, круг, эллипс, сегмент, винт… И каждый до минимума сводит механическую обработку, до максимума приближает профиль к готовой детали.

По подсчетам специалистов, каждые 2 тонны стальных фасонных профилей средней сложности высвобождают на машиностроительных предприятиях одного станочника, снижают трудоемкость на 1,5 тысячи нормо-часов. А сколько можно сделать дополнительных деталей из сбереженного при этом металла!

Конечно, без помощи науки комплекс проблем, связанных с развитием производства и освоением готовой продукции, не решить. Ижевские металлурги связаны с десятком научно-исследовательских институтов страны. Совместно с сотрудниками Физико-технического института АН БССР они разработали способ горячего гидродинамического выдавливания прессового и волочильного инструментов. Это позволило в несколько раз снизить трудоемкость его изготовления, резко сократить расход дорогостоящих инструментальных сталей. Впервые в мировой практике ижевцы наладили выпуск винтовых профилей методом горячего прессования.

Производство таких прогрессивных стальных заготовок, максимально приближенных к готовым изделиям, значительно расширяет возможности создателей современных машин и оборудования. Ижевские металлурги, например, выпускают профили с внутренними каналами для получения сверл. Эффективность новинки станет понятна, если учесть, что около 20% станочного парка машиностроительных заводов составляют сверлильные агрегаты.

В объединении “Ижсталь” внедрили самую современную технологию производства точных заготовок методами проката, прессования, волочения. Стальные профили из Удмуртии практически не требуют механической обработки, их применение в машиностроении позволяет постоянно снижать металлоемкость изделий. С освоением проектных мощностей нового стана 300, пущенного на предприятии, выпуск прогрессивных заготовок возрос в 1,5 раза.

За последние годы металлурги страны немало сделали для снижения отходов и увеличения выхода прокатных изделий из одного и того же количества стали. Черная металлургия все больше “прислушивается” к конкретным запросам и нуждам потребляющих отраслей. Так, сортамент экономичных фасонных профилей для автомобильной промышленности за последние годы расширился вдвое. В 2–3 раза увеличился выпуск проката специального назначения для предприятий тракторного и сельскохозяйственного, строительного и дорожного, энергетического и транспортного машиностроения.

В свете задач, которые предстоит решать, следует отметить, что возможности экономии металла внутри хорошо организованного металлургического предприятия в основном уже исчерпаны. Сегодня нужно вести речь не об отдельных машинах, а о качественной перестройке, обновлении комплекса механизмов, машин и агрегатов, обеспечивающих металлургический цикл. Недостаточно, когда в старой цепи появляются одно-два новых звена. По данным члена-корреспондента АН СССР Г.Л. Химича, при ныне действующей технологии с ее промежуточными операциями из каждой тонны жидкого металла в среднем выходит 650–750 килограммов готового проката. Если же внедрить полный комплекс непрерывности, то выход металла из каждой тонны стали можно довести до 850–950 килограммов. Применяя прогрессивную технологию в масштабах страны, можно получить дополнительно около 25 миллионов тонн металлопродукции.

Безотходная технология

Полное осуществление технологических процессов, рождающихся в ходе НТР, возможно лишь на заводе будущего. Это будет производство, использующее все сырье и материалы, не допускающее не только потерь, но и исключающее загрязнение окружающей среды. На этом заводе коренным образом изменятся условия труда металлургов. Действующие же цехи имеют пока весьма нелегкий “микроклимат”: высокие температуры, загазованность на многих участках, повышенный уровень шума и вибрации. Новый, более высокий уровень техники производства будущего окажет свое влияние и на характер труда металлургов, предъявит повышенные требования к уровню их подготовки. В конечном итоге все это можно осуществить только на заводе-автомате с последующей автоматизацией отрасли в целом и подключением ее на завершающем этапе к АСУ всего народного хозяйства страны.