Развитие металлургии

На подготовленных научными достижениями конца XIX в. путях развития в XX в. металлургия получила более высокие темпы развития, основанные на комплексе следующих мероприятий.

Укрупнение масштаба производства, позволяющего устанавливать и эффективно использовать наиболее мощные металлургические агрегаты: доменные печи, мартены, конвертеры, обжимные и рельсо-балочные станы.

Введение значительной механизации и автоматизации основных и вспомогательных производственных процессов с целью всемерного повышения производительности труда и интенсификации работы металлургических агрегатов позволило получать больше продукции с квадратного метра пода печей, с кубического метра их объема, с единицы станочного оборудования.

Применение научных методов контроля технологических процессов на основе сложившейся теории сталеварения и применение сложных контрольно-измерительных приборов, автоматизации контроля и управления привело к созданию на металлургических заводах общезаводских и цеховых лабораторий, тщательной и основанной на научных данных подготовке сырья и топлива - руды, кокса, угля, флюсов; максимальному использованию отбросов и отходов.

Рис. 6-37. Качающаяся сталеплавильная печь: а - загрузка печи; б - выпуск шлака; в - выпуск металла

Приведенные условия развития металлургии позволили к 1913 г.- последнему предвоенному году - выплавлять и прокатывать громадные количества черного металла. В этом году обеспечивалось следующее душевое потребление чугуна и стали: в США - 309 кг стали и 302 кг чугуна; в Англии - 170 кг стали и 228 кг чугуна; в Германии - 229 кг стали и 203 кг чугуна; во Франции - 167 кг стали и 217 кг чугуна. Россия резко отставала от этих стран. Душевое потребление в России в 1913 г. составляло только 30 кг стали и 30 кг чугуна.

Рост масштабов металлургического производства отражал рост его технического оборудования.

Доменные печи достигли тридцатиметровой высоты, объема свыше 800 куб. м, позволяя получать в сутки около 1000 тонн чугуна при низком расходе кокса благодаря утилизации потерь. Высокий подогрев доменного дутья в кауперах обеспечивал устойчивость и эффективность доменного процесса.

Необходимость обеспечения большого количества доменных печей привела к развитию коксохимического производства: получения кокса путем нагревания специальных коксующихся углей в коксовых батареях - печах особой конструкции - без доступа воздуха. В результате процесса получается 70-80% кокса, 15-25% горючего газа и некоторые побочные продукты, служащие ценным сырьем для ряда химических производств.

Природное распределение источников сырья для доменного производства, коксующихся углей и железной руды поставило задачу постройки транспортных систем, связывающих месторождения полезных ископаемых с металлургическими заводами.

Выросли и усовершенствовались методы передела чугуна в сталь. Емкость мартеновских печей возросла до 300 тонн, а возможность научного контроля за ходом процесса плавки позволила получать высококачественные легированные стали - ферросплавы.

Найденные оптические методы измерения высоких температур на расстоянии дали возможность контроля за ходом бессемеровских процессов и получения металла высокого качества.

Рис. 6-38. Общий вид блуминга одного из советских металлургических заводов. (Макет. Государственный Политехнический музей. Москва.)

Значительно усовершенствовались технические методы проката. Сооружались громадные прокатные станы - блуминги,- позволяющие прокатывать слитки стали весом свыше тонны и приводимые в действие мощными электродвигателями в десятки тысяч киловатт (рис. 6-38). Начали внедряться слябинги, обжимные станы, отличающиеся от блумингов наличием, кроме двух основных горизонтальных валков, еще двух вертикальных, обжимающих при прокате боковые грани слитка.

Широкое распространение приобрели трубопрокатные станы, дающие возможность изготовлять бесшовные стальные трубы разных размеров.

Все большее развитие приобретала электрометаллургия.

Если с количественной стороны развитие металлургии в рассматриваемый период характеризовалось значительным увеличением выплавки чугуна и проката стали, то с качественной стороны это был период решительного перехода во все возраставших объемах от углеродистой стали к стали легированной, к производству все более и более расширяющегося ассортимента специальных сталей.