Теория и технология производства стали 1. Учебник для вузов. М. Мир, ООО Издательство act
 Скачать 7.23 Mb.
|
|
2.2. ПРИГЛАШЕНИЕ СПЕЦИАЛИСТОВ ИЗ ЗАПАДНОЙ ЕВРОПЫ В XVI—XVII вв. технология производства черных металлов в Западной Европе находилась на более высоком уровне, чем в Московском государстве (широкое применение водяных приводов, организация интенсивной подачи дутья и т. п.), а следовательно, эти страны имели достаточно специалистов, мастеров высокого уровня. По сложившейся традиции хороших мастеров приглашали на службу правители разных стран. Так, к концу XVII в. число приглашенных иностранных специалистов в России составляло несколько сот человек. Они трудились в разных сферах. В металлургии, например, особо заметный след оставил А. Виниус — выходец из Голландии. Получив от царя Михаила Романова в 1632 г. грамоту («для обработки железной руды в печах на чугун и железо, лить пушки, ядра и прочее, делать из железа ружейные стволы, прутья и т. д.») и денежную ссуду, он построил четыре железоделательных завода на р. Тулице, в 12 верстах от Тулы. Затем были построены Ведменский, Каширский, Угодский заводы в Тульском районе, а в 1670 г. — Истьинский завод в Рязанской губернии и несколько заводов в Олонецком крае. По описи 1690г., в Тульско-Каширском районе было зарегистрировано семь заводов, из них два с доменными печами; производительность каждой из них была в два раза больше производительности лучших для того времени английских домен. Общая производительность всех русских железоделательных заводов в 1674 году достигала 150000 пудов (2400т). Около иностранных специалистов набирались опыта отечественные мастера. В грамоте, данной А. Виниусу, было, в частности, сказано: «Людей государевых всякому железному делу научать и никакого ремесла от них не скрывать». Работа Виниуса была высоко оценена, и впоследствии он получил русское дворянство. Чугун и железо заводов Виниуса были значительно дешевле шведских; главное — исчезла шведская монополия на такие изделия. 2.3. РЕФОРМЫ ПЕТРА I. МЕТАЛЛУРГИЯ НА РУБЕЖЕ XVIII-XIX ВВ. Особую роль в развитии отечественного железоделательного производства сыграл Петр I, который по праву считается одним из основоположников русской металлургии. По его указам были построены первые на Урале Невьянский и Каменский казенные заводы (1701 г.) (если не считать Ни-цинского завода, построенного на р. Нице в 1631 г., судьба которого осталась неизвестной). В 1703 г. был пущен Алапаевский завод. Строительством этих заводов было положено начало освоению нового Уральского железорудного района. Впоследствии усилиями Петра I железоделательное производство было организовано и развито на обширной территории всего Урала. Петр нашел талантливого предпринимателя и организатора производства Никиту Демидова, привлек его к проекту создания Уральского железорудного района. Демидов при царской поддержке привел в образцовый порядок переданный ему в 1702 г. Невьянский завод и в сравнительно короткий срок построил Шуралинский (1716 г.), Верхнетагильский, Быньговский (1718г.), Выйский (1721 г.), Нижнетагильский (1725 г.), Шайтанский (1732 г.) заводы. В 1734г. на Урале насчитывалось уже 30 действующих заводов. В течение всего XVIII в. производство металла на Урале непрерывно росло. Богатые железные руды, обилие лесов, дешевый труд крепостных — все это позволило России именно благодаря металлургии Урала выйти на первое место в мире по производству черных металлов, заметная часть которых экспортировалась. Максимальный экспорт черных металлов из России относится к 1798 г. (47 тыс. т). В тот период Россия была крупнейшим экспортером черных металлов в мире. С металлургией Урала того времени связаны также имена В. И. Татищева и В. И. Геннина. Приглашенный Петром I специалист в области горного дела голландец Георг Вильгельм де Геннин (в русской истории известен как В. И. Геннин) сыграл важную роль вначале в организации работы Олонецких литейных заводов (Карелия), снабжавших русскую армию во время войны со шведами. Затем он служил в качестве главного директора сибирских заводов. Историк, философ, видный государственный деятель XVIII в. В. И. Татищев в течение многих лет успешно управлял казенными (государственными) заводами Урала. Считается, что Татищев в 1721-1723 гг. основал, а Геннин построил город Екатеринбург. По инициативе Татищева в этом городе открыто первое на Урале Горное училище. Геннин расширил Петровский, Алексеевский, Повенецкий и Вичков-ский казенные заводы, построенные по указам Петра I в 1701—1703 гг. вместо первых заводов олонецкой группы —Устьрецкого и Петрозерского, закрытых в начале войны со шведами. В 1721 г. Геннин руководил постройкой Сестрорецкого завода, а в 1722 г. ему было поручено управление уральскими казенными заводами. В дальнейшем им были построены уральские заводы: Верх-Исетский (1723г.), Си-нячихинский (1727г.) и Сысертский (1732г.). Еще более плодотворной оказалась деятельность преемника Геннина — В. Н. Татищева, который за короткий срок, в течение трех лет, значительно приумножил число уральских заводов. В 1734 г. к приезду Татищева на Урале действовало 30 заводов, в том числе 11 казенных и 14 демидовских. В 1737 г. на Урале уже работало более 40 заводов и 36 заводов строились или были запроектированы. За это время была построена гороблагодатская группа заводов — Туринский, Куш-винский, Баранчинский. Позднее были пущены Серебрянский завод на западном склоне Урала, Боткинский и Ижевский заводы в Приуралье. Быстрому развитию металлургии в этот период способствовало и привлечение частного капитала. За 9 лет, с 1754 по 1763г., только на Урале возникло 42 частных металлургических завода, в том числе Златоустовский и Симский (1757г.), Тирлянский (1759г.), Белорецкий (1762 г.). Точных данных о годовой выплавке черных металлов за это время нет. Достоверные сведения относятся к 1767 г., когда было выплавлено около 83000т чугуна. Имеются ориентировочные данные, из которых можно заключить, что в 1793 г. было выплавлено 134 000 т чугуна и 89 760 т железа и стали. До второй половины XIX в. в России основная доля производимых железа и стали поступала именно с уральских заводов. На Урале проводил свои исследования и знаменитый наш металлург П. П. Аносов. Около 40 лет работал на Урале крупный специалист в области производства рельсов и один из авторов так называемого «русского бессемерования» К. П. Поленов. На Урале длительное время работал и создавал свою теорию конструирования металлургических печей В. Е. Грум-Гржимайло — один из первых русских авторов учебника по производству стали. 2.4. ОСВОЕНИЕ ЮЖНОГО ЖЕЛЕЗОРУДНОГО РАЙОНА Заметное изменение социально-экономической ситуации в России произошло благодаря реформам Александра II (с его именем связаны освобождение крестьян от крепостного права, реформа системы образования и др.). В России появилось больше свободных и грамотных людей. С отменой крепостной зависимости в 1861 г. началось и техническое перевооружение металлургической промышленности. Водяные колеса стали заменяться паровыми машинами и электромоторами. В доменном производстве появились горячее дутье и минеральное горючее, в сталеплавильном производстве началось освоение новых высокопроизводительных способов получения литой стали — бессемеровского и мартеновского. Средний прирост выплавки стали за 30 лет, с 1870 по 1900г., составлял 31 % в год. Вторая половина XIX в. ознаменовалась бурным развитием южной металлургии. Попытки освоения южного железнорудого района начались с постройки Луганского (1795 г.), Керченского (1845 г.), Бахмутского (1858 г.) и Лисичанского казенных заводов, но действительными основателями южной металлургии являются русский капиталист Пастухов, построивший Сулинский завод (1870г.), и акционерная компания «Новороссийское общество», построившая Юзовский завод (1871 г.). После открытия Криворожского бассейна появились заводы: Александровский, ныне завод им. Петровского (1887 г.), Днепровский (1889 г.), Друж-ковский, Таганрогский, Донецко-Юрьевский, Петровский (1895 г.), Никополь-Мариупольский (1896г.), Макеевский (1897г.), Керченский (1898 г.) и др. Несколько позже были пущены заводы в центральном районе России. Бурный рост промышленности неизбежно привел к увеличению числа технических специалистов в области горного дела и металлургии.'Вначале это были выпускники университетов и учебных заведений Петербурга и приезжие специалисты из-за рубежа; впоследствии появились специальные учебные заведения в Екатеринославе, Томске, Киеве, Варшаве. Российские специалисты постепенно начали «вытеснять» иностранцев, успешно решая многие технические проблемы самостоятельно. В 1894 году на Александровском заводе в Екатеринославе братьями Ю. М. и Л. М. Горяиновыми была разработана технология рационального использования жидкого передельного чугуна при производстве стали в основном мартеновском процессе путем заливки жидкого чугуна на предварительно нагретые руду и известняк. Процесс получил название рудного процесса (или процесса братьев Горяиновых). В 1876 г. на Нижнесалдинском заводе на Урале была разработана технология, получившая название «русское бессемерование». Наш виднейший металлург В. Е. Грум-Гржимайло в своих воспоминаниях пишет, что на этом заводе использовали весьма распространенную в то время технологию, при которой чугун расплавляли в пламенной регенеративной печи и затем заливали в бессемеровский конвертер. Для нормального проведения операции продувки в конвертере принято было заливать чугун, содержащий не менее 2 % Si. На одной из плавок обстоятельства сложились так, что плавка в печи затянулась, вследствие чего значительная часть кремния окислилась и в конвертер попал чугун с низким содержанием кремния. Несмотря на это, продувка в конвертере прошла нормально и полученная сталь была высокого качества. Заводом в то время управлял известный металлург К. П. Поленов. Он обратил внимание на необычно хороший результат этой «ненормальной» плавки, на то, что «холодный» химически (с малым содержанием кремния) чугун был перегрет, т. е. был «физически горячим». В результате после проведения еще нескольких аналогичных опытных плавок им была разработана технология русского бессемерования с использованием малокремнистого чугуна, имеющего высокую температуру. Эта технология оказалась экономически выгодной и использовалась на ряде заводов (в том числе на Обуховском в Санкт-Петербурге). Важно подчеркнуть творческое отношение к делу К. П. Поленова, его инженерное чутье. Казалось бы, единичный факт «нарушения» технологии, но с хорошим результатом — и Поленов исследует его (в то время это было одно из немногих исследований металлургического процесса) и доводит дело до широкого внедрения. Южная металлургия с ее крупными металлургическими заводами обеспечивала развитие народного хозяйства России вплоть до начала первой мировой войны, когда производство стали в России достигло 4,25 млн. т (пятое место в мире после США, Германии, Англии и Франции). Условно металлургические предприятия того времени можно разделить на три группы: а) сравнительно современные по технике и технологии заводы Юга; б) старые уральские заводы: Алапаевский, Нижнетагильский, Верх-Исетский, Златоустовский, Белорецкий, Лысьвенский, Выксунс-кий, Чусовской, Надеждинский (ныне г. Серов) и др. и в) заводы в крупных промышленных центрах, использующие металлоотходы местных промышленных предприятий (в Петербурге, Москве, Н. Новгороде, Царицыне и др.). 2.5. ПЕРИОД РЕВОЛЮЦИИ 1917г. И ГРАЖДАНСКОЙ ВОЙНЫ 2 марта 1917г. российский император Николай II отрекся от престола в пользу своего брата Михаила. Михаил отказался от принятия верховной власти и объявил о признании им «всей полноты власти за Временным правительством, по почину Государственной думы возникшем и облеченным всею полнотою власти впредь до того, как созванное в возможно кратчайший срок на основе всеобщего, прямого, равного и тайного голосования Учредительное собрание своим решением об образе правления выразит волю народа». Российская империя стала Российской Республикой. 6 ноября в Петрограде началось восстание, и утром 7 ноября Военно-революционный комитет (ВРК) Петроградского совета опубликовал воззвание «К гражданам России», где было сказано, что «Временное правительство низложено. Государственная власть перешла в руки органа Петроградского совета рабочих и солдатских депутатов Военно-революционного комитета, стоящего во главе петроградского пролетариата и гарнизона». Затем 2-й Всероссийский съезд Советов рабочих и солдатских депутатов избрал высший орган Советской власти — ВЦИК (председатель — вначале Л. Б. Каменев, затем Я. М. Свердлов) и создал Совет народных комиссаров (СНК) во главе с В. И. Лениным. Учитывая популярность в народе идеи Учредительного собрания, Советское правительство созвало его в Петрограде 18 января 1918г. Учредительное собрание отказалось признать Советскую власть, и 19 января 1918 г. по постановлению ВЦИК Учредительное собрание было распущено. В 1918г. в России началась гражданская война, которая продолжалась до 1921 г. Годы революции и гражданской войны оказали огромное влияние на условия жизни в России, развитие российской промышленности и металлургии в том числе. В результате Октябрьской революции определились и новые границы России. Новое правительство в национальной политике руководствовалось принципом о праве наций на самоопределение. 16 декабря 1917г. правительство признало право Украины на самоопределение; 25 декабря была признана независимость Финляндии; 29 августа 1918 г. были аннулированы договоры царской России с Австрией и Германией о разделе Польши. В результате земли, бывшие в соответствии с этими договорами в составе России, вошли в состав Польши, Белоруссии, Литвы и Украины. Территория (и население) собственно России в соответствии с этими решениями уменьшилась. 26 января 1918г. 3-й съезд Советов принял решение о создании Российской Советской Федеративной Социалистической Республики (РСФСР). В декабре 1922 г. представители РСФСР, УССР, БССР и ЗСФСР приняли решение об образовании СССР. В Декларации об образовании СССР были сформулированы основные принципы объединения республик: равноправие и добровольность вхождения их в Союз ССР, право свободного выхода из Союза и доступ в Союз новым советским социалистическим республикам. ЗСФСР впоследствии распалась на Азербайджанскую, Армянскую и Грузинскую Советские Республики. Что касается России, то в октябре 1924г. из состава РСФСР вышла Узбекская республика, став Узб. ССР. В результате процессов национального размежевания Туркестана были организованы Узбекская и Туркменская ССР. Наконец, в 1936г. Казахская и Киргизская автономные республики в составе РСФСР были преобразованы соответственно в Казахскую ССР и Киргизскую ССР. Так постепенно формировалась новая территория России. Народное хозяйство России после образования СССР функционировало как составная часть единого производственного комплекса всех республик, входивших в состав Советского Союза. 2.6. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННОСТИ. ПЕРВЫЕ ПЯТИЛЕТКИ В 1913г., перед первой мировой войной, по количеству выплавляемой стали Россия стояла на пятом месте в мире. В это время в России выплавлялось -4,3 млн. т стали в год. После разрухи, вызванной гражданской войной, на территории СССР выплавлялось в год менее 200 тыс. т стали. В период восстановления народного хозяйства и за годы первых пятилеток в результате героического труда советского народа производство стали увеличилось более чем в 4 раза по сравнению с дореволюционным. Такое значительное увеличение производства стало возможным в результате коренной реконструкции старых заводов, а также строительства ряда новых крупных металлургических комбинатов: Магнитогорского и Кузнецкого (пуск в 1932 г.), Новолипецкого (1934г.), Новотульского (1935г.), Нижнетагильского (1940г.). Для обеспечения квалифицированными специалистами реконструирующихся и новых заводов организуется сеть новых учебных центров в Москве, Екатеринбурге, Магнитогорске, Новокузнецке, Мариуполе и др. К началу второй мировой войны производство стали в СССР составляло 18 млн. т в год. Металлургическое производство Российской Федерации входило в качестве составной части в единый производственный комплекс СССР. 2.7. МЕТАЛЛУРГИЯ В ПЕРИОД ВЕЛИКОЙ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ВОЙНЫ Во время Великой Отечественной войны 1941-1945 гг. в результате оккупации врагом значительной территории страны производство стали уменьшилось вдвое, объем производства черных металлов в стране снизился до уровня 1933 г. Благодаря исключительному мужеству, самоотверженности, высокой организованности и сознательности советским металлургам уже в марте 1942 г. удалось приостановить снижение выпуска черных металлов. За годы войны на востоке страны было построено 10 доменных, 29 мартеновских и 16 электродуговых печей. Сталеплавильщики Урала освоили выплавку высоколегированной, в том числе броневой, стали в 185-т мартеновских печах; мартеновцы Кузнецка и Магнитки впервые в мировой практике сумели удвоить мощность действующих мартеновских печей. Начиная с весны 1942г. производство стали в стране неуклонно возрастало, и в 1945 г. было выплавлено уже более 12 млн. т. По мере освобождения оккупированных территорий развернулись восстановительные работы. Только в 1943—1944гг. было введено в строй 13 доменных и 70 сталеплавильных печей. В годы войны на востоке страны вступили в строй новые заводы, в том числе Челябинский металлургический комбинат (первая плавка электростали в апреле 1943 г.), Кузнецкий ферросплавный и другие заводы. 2.8. МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЕ ПРОИЗВОДСТВО В ПОСЛЕВОЕННЫЕ ГОДЫ В первые же послевоенные годы огромная работа была проведена по восстановлению разрушенных врагом металлургических заводов, расположенных в центральных районах РСФСР и на Украине. В результате уже в 1948 г. производство в стране превзошло довоенный уровень (выплавлено 18,6 млн. т). В 1955г. в СССР было выплавлено уже более 45 млн. т стали. Такой значительный рост производства стали после войны был достигнут прежде всего не за счет строительства новых заводов, а за счет увеличения производственных мощностей на действующих предприятиях, увеличения емкости печей и в первую очередь совершенствования технологии и организации работ. Так, например, производство стали на Кузнецком металлургическом комбинате (КМК) увеличилось почти на 1/3, причем не было введено в строй ни одной новой печи. Съем стали с 1 м2 пода мартеновских печей в среднем по СССР увеличился с 3,75т в 1945г. до 6,96т в 1957г. В 1966г. черная металлургия СССР достигла знаменательного рубежа: выплавка стали превысила 100 млн. т. Таким образом, за 10 лет, с 1957 по 1967 г., металлурги СССР сумели удвоить производство стали. В 1971г. СССР по выплавке стали вышел на первое место в мире. В 1986 г. производство стали в СССР превысило 160 млн. т. В 1990г. производство стали в СССР составило 154,4 млн. т, в том числе предприятиями, расположенными на территории РСФСР, было произведено 89,6 млн. т стали. |