Большая Советская Энциклопедия (СС)
Шрифт:
А. А. Пархоменко, О. А. Владимиров, Л. И. Леей, Д. Л. Юдин.
Периодические издания: «Машиноведение» (с 1965), «Вестник машиностроения» (с 1921), «Известия АН СССР. Механика твёрдого тела» (с 1966), «Стандарты и качество» (с 1927), «Машиностроитель» (с 1931),«Приборостроение»(с 1956), «Измерительная техника» (с 1939), «Металловедение и термическая обработка металлов» (с 1955), «Сталь» (с 1941), «Литейное производство» (с 1930), «Сварочное производство» (с 1930), «Автоматическая сварка» (с 1948), «Кузнечно-штамповочное производство» (с 1959), «Станки и инструмент» (с 1930) и другие отраслевые журналы.
Металлургическая наука, техника и технология
Русские учёные внесли большой вклад в науку о металлах, в развитие техники и технологии их производства. В 1763 М. В. Ломоносов опубликовал «Первые основания металлургии или рудных дел», в которых рассмотрел ряд проблем, связанных с добычей руд и получением металлов. В 60-х гг. И. И. Ползунов построил первую доменную воздуходувку, приводимую в движение
П. Г. Соболевского по получению ковкой платины и изготовлению из неё изделий (1826) положили начало порошковой металлургии. П. П. Аносов разработал новые способы выплавки стали высокого качества, положил начало металлургии легированных сталей, впервые применил микроскоп для исследования структуры металла (1831). Классические работы Д. К. Чернова в области кристаллизации стального слитка, фазовых превращений в стали, строения металлов и сплавов послужили фундаментом для создания современного металловедения и термической обработки металлов. Наследие Чернова творчески развивали А. А. Байков, А. А. Ржешотарский, Н. С. Курнаков и др. Крупный вклад в теорию и практику доменного процесса внесли М. А. Павлов и М. К. Курако. Одну из первых в Европе мартеновских печей построил в 1870 А. А. Износков; Д. К. Чернов (1872) и К. П. Поленов (1875—76) предложили т. н. русское бессемерование — разновидность бессемеровского процесса, обеспечивающую переработку малокремнистых чугунов. Братья А. М. и Ю. М. Горяиновы разработали и внедрили технологию мартеновской плавки на жидком чугуне (1894). На основе научных трудов, открытий и изобретений русских учёных, инженеров и практиков-металлургов развивалась металлургическая промышленность, улучшались конструкции агрегатов, совершенствовались технологические процессы. Однако создать мощную металлургию в условиях дореволюционной России не представлялось возможным.
Октябрьская революция 1917 дала мощный толчок развитию производительных сил, в том числе металлургии. Восстановление и развитие чёрной и цветной металлургии на базе электрификации явилось одной из основных задач плана ГОЭЛРО. В годы 1-й пятилетки (1929—32) было развёрнуто строительство крупных металлургических предприятий, а также заводов тяжёлого машиностроения, выпускающих оборудование и машины для металлургической промышленности.
До 1917в стране не существовало металлургических научно-исследовательских институтов. На ряде заводов (Путиловском, Обуховском и др.) и на кафедрах горно-металлургических вузов имелись небольшие научно-исследовательские лаборатории. За годы Советской власти созданы научные центры — Институт металлургии им. А. А. Байкова АН СССР, Центральный НИИ чёрной металлургии им. И. П. Бардина (ЦНИИчермет), Украинский НИИ металлов (Харьков), Украинский НИИ специальных сталей, сплавов и ферросплавов (Запорожье), Институт чёрной металлургии (Днепропетровск), Донецкий НИИ чёрной металлургии, Научно-исследовательский и проектный институт металлургии и обогащения АН Казахской ССР, Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности (Гиредмет), Государственный научно-исследовательский институт цветных металлов (Гинцветмет), Институт металлургии и Институт физики металлов Уральского научного центра АН СССР и мн. др. Научными кадрами высокой квалификации располагают и металлургические вузы страны. Работы советских учёных в значительной мере определили и определяют научно-технический прогресс в области металлургии. Исследованы физико-химические основы металлургических процессов и на этой базе разработаны способы интенсификации металлургического производства, усовершенствованы технологические процессы и созданы новые.
Существенно расширилась металлургическая база страны. Наряду с Югом, Уралом и Центром страны металлургические заводы создавались в Западной и Восточной Сибири, в Казахстане, Узбекистане, Грузии, Азербайджане и на Дальнем Востоке. В крупную базу по производству металла превратились районы Севера и Северо-Запада. Большую роль в реконструкции и строительстве предприятий металлургии сыграл Государственный институт по проектированию металлургических заводов (Гипромез), основанный в Ленинграде в 1926. В 1930 институт создал проект типовой доменной печи объёмом 930—1000 м3. С 1936 по проекту Гипромеза строились уникальные по тому времени доменные печи объёмом 1300 м3, а затем 2000 м3. В начале 70-х гг. объёмы советских доменных печей возросли до 2700—3200 м3, а в 1974 на Криворожском металлургическом заводе им. В. И. Ленина вступила в строй самая мощная в мире доменная печь объёмом 5000 м3. СССР располагает крупнейшими в мире мартеновскими печами ёмкостью до 600 т и двухванными печами той же мощности, кислородными конвертерами ёмкостью 300—350 т, электропечами ёмкостью 100 и 200 т. На ряде заводов действуют станы горячей прокатки производительностью до 4 и более млн. т проката в год.
Научно-технический прогресс характерен для всех стадий металлургического производства — от подготовки исходных материалов до выпуска готовой продукции.
За годы Советской власти возникла и развилась коксохимическая промышленность, освоена прогрессивная технология коксования. Коксохимическое производство развивается в направлении строительства всё более мощных коксовых батарей с печами большой ёмкости, внедрения бездымной загрузки шихты и сухого тушения кокса, механизации и автоматизации обслуживания коксовых печей, совершенствования процессов улавливания и переработки химических продуктов коксования, ассортимент которых включает (70-е гг.) свыше 200 наименований. Наряду с коксовыми печами объёмом 30 м3 и высотой 5—6 м сооружаются печи объёмом более 40 м3 и высотой 7 м. Годовая производительность коксовой батареи из 65 таких печей превышает 1 млн. т кокса.
Индустриализация страны, быстрое развитие чёрной металлургии и др. отраслей народного хозяйства обусловили форсированное наращивание мощностей по производству огнеупоров. В дореволюционной России производство огнеупоров носило полукустарный характер. Многие виды огнеупорных изделий (например, для доменных и коксовых печей) импортировались. К концу 30-х гг. нужды страны почти полностью обеспечивались отечеств. огнеупорами. В годы Великой Отечественной войны 1941—45 около половины предприятий огнеупорной промышленности были разрушены. Их восстановление сопровождалось техническим перевооружением, особенно усилившимся в 60—70-х гг. Благодаря научным исследованиям, проводимым учёными совместно с работниками огнеупорной промышленности, повысилось качество изделий, увеличился их ассортимент, освоено производство ряда новых огнеупоров (смолосвязанных для кислородных конвертеров, плотных каолиновых для шахт доменных печей, высокоглинозёмистых, высокоплотных динасовых, периклазо-шпинелидных, изделий для установок вакуумирования, непрерывной разливки стали и др.), расширилась сырьевая база.
Решающим звеном в интенсификации доменного производства явилось применение кислорода и природного газа. Опытные плавки с использованием дутья, обогащенного кислородом, были начаты в СССР на Чернореченском химическом заводе в 30-е гг. В 1940—41 опыты были продолжены на доменной печи Днепропетровского завода металлургического оборудования. В более широких масштабах доменный процесс на кислородном дутье исследовался на опытной печи Новотульского завода в 1948—53. В 1957 на заводе им. Петровского (Днепропетровск) впервые в мире был применен природный газ, что позволило значительно снизить расход кокса. Год спустя по этой технологии работало уже 12 доменных печей. В сочетании с дутьём, обогащенным кислородом, применение природного газа обеспечивает стабильность работы доменной печи и улучшение технико-экономических показателей плавки. Уже в начале 70-х гг. свыше 80% чугуна выплавлялось в СССР с применением природного газа и около 60% — с. использованием кислорода. Большой эффект для роста производительности доменных печей даёт повышение давления газов на колошнике и температуры дутья до 1200 °С.
В сталеплавильном производстве, как и в доменном, важное средство интенсификации технологического процесса — использование кислорода и природного газа. Первые опыты применения обогащенного кислородом дутья в мартеновской печи были проведены ещё до войны на московском заводе «Серп и молот» и горьковском заводе «Красное Сормово». С 1948 эти исследования в более широких масштабах осуществлялись на заводах «Серп и молот», «Запорожсталь», «Азовсталь» и др. Дальнейшие эксперименты, выполненные ЦННИчерметом совместно с заводом «Запорожсталь», показали, что при обогащении дутья мартеновской печи кислородом примерно до 30% и продувке кислородом в период кипения производительность печи может быть повышена на 40—50% с одновременным снижением удельного расхода топлива на 30—40%. К концу 70-х гг. до 80% мартеновской стали будет выплавлено с обогащением дутья кислородом. При использовании в качестве топлива высококалорийного природного газа упрощается конструкция мартеновской печи, облегчаются регулирование и автоматизация теплового процесса. В конце 60-х — начале 70-х гг. на ряде заводов, на базе мартеновских печей созданы высокопроизводительные двухванные печи. Начиная с середины 50-х гг., непрерывно расширяется производство стали в кислородных конвертерах. Н.
– и. работы по использованию кислорода в конвертерных процессах в широких масштабах были осуществлены ещё в 40-х гг. под руководством И. П. Бардина. В 1956 на заводе им. Петровского был пущен первый в СССР кислородно-конвертерный цех. Применение конвертеров на кислородном дутье обеспечивает высокое качество выплавляемой стали и по сравнению с мартеновским производством экономит капиталовложения на 20—25%, повышает производительность труда на 25—30% и снижает себестоимость металла на 2—4%.