А. Г. Журило, к.т.н., доцент НТУ «ХПИ»

Научные школы металлургов Харькова до начала Второй Мировой войны

Конец двадцатых – начало тридцатых годов ХХ века вошли в мировую историю, как годы первых пятилеток в СССР. Индустриализация страны требовала широкой технической реконструкции промышленности, в первую очередь металлургии, а также строительства новых, современных металлургических заводов, оснащенных новейшей техникой. Необходимость увеличения объемов выпуска литья и повышения технического уровня литейного производства в предвоенные годы потребовала существенного расширения масштабов научных исследований по созданию новых литых материалов, технологических процессов и оборудования для изготовления отливок. Насущной потребностью явилось развитие научно-исследовательских работ в области металлургии. Такие работы на то время в Украине практически не велись. Перед металлургами стояли неотложные задачи всемерного развития производства, борьбы за высокие производственные показатели, чему соответствовали и проблемы - более тщательная подготовка металлургического сырья и материалов, лучшее использование металлургических агрегатов и освоение в массовом масштабе производства высококачественной стали для транспорта, авиационной и автотракторной промышленности, а также других отраслей тяжелого машиностроения.

Важную роль в повышении технического уровня металлургических заводов Украины и освоении новейших технических достижений в металлургическом производстве сыграли работы Украинского института металлов в Харькове, который был основан 30 октября 1928 г. в системе научно-технического управления ВСНХ УССР. Основными направлениями научно-исследовательской деятельности института в 1929 - 1941 гг. в области сталеплавильного, доменного и прокатного производства явились разработка новых марок чугуна и стали, более экономичных профилей проката, исследования по расходу энергии на прокатных станах, производству транспортного металла, термической обработке, металловедению, литейному делу, организации производства и труда, технике безопасности в черной металлургии, а также разработка более совершенных методов контроля технологических процессов и исследования качества металла.

При институте были созданы лаборатории: механическая, металлографическая, рентгенографическая, химическая, которые не только вели теоретические исследования, но и выполняли работы, связанные с проведением на металлургических заводах исследований по основной производственной тематике. Была также сконструирована опытная литейная установка и созданы мастерские для обслуживания лабораторных исследований.

Ведя исследовательскую работу непосредственно в цехах заводов в тесном контакте с производственно-техническим персоналом, институт имел тесную связь и с производственными объединениями «Сталь», «Трубосталь», «Кокс», «Южнорудный трест», «Главнеруд», с Главным управлением металлургической промышленности НКТП СССР, смежными научно-исследовательскими институтами и проектными организациями.

Руководству института для решения поставленных задач удалось задействовать не только кадровых сотрудников УКРНИИМета, но и заведующего кафедрой Литейного производства Харьковского политехнического института проф. Е. Е. Фарафонова, под руководством которого И. С. Духин, В. А. Кузин, В. Г. Мах провели фундаментальные исследования по повышению стойкости изложниц и футеровки, использованию в качестве топлива для вагранок антрацита. Повышение стойкости изложниц путем улучшения качества их отливки и условий эксплуатации в сталеплавильных цехах дало большой экономический эффект, что особенно важно, если учесть, что расход по изложницам в мартеновских цехах составлял 9 – 10 % всех расходов по переделу, а по бессемеровским цехам он превысил указанную цифру в два раза, достигнув 20 %.

В области доменного производства в институте были проведены базовые исследования технологического процесса плавки на устойчивых глиноземистых шлаках. Проф. В. Е. Васильев с научными сотрудниками Ф. Н. Агалецким. Б. А. Ковалем. П. Н. Кушниром, И. В. Остапчуком, И. Б. Страшниковым разработал весьма эффективную технологию доменной: плавки на устойчивых глиноземистых шлаках. Применение таких шлаков позволило снизить расход горючего и повысить производительность доменной печи. Было достигнуто экономия расхода кокса на 7 - 16%, на 10—15% повышалась производительность доменной печи в 1,5—3 раза снижалось содержание серы в выплавленном чугуне.

Академиком АН УССР М. В. Луговцовым и канд. техн. наук Б. А. Ковалем был разработан метод выплавки в доменных печах малофосфористого передельного чугуна из криворожских руд на донецком коксе. Это обеспечило возможность получения высококачественного чугуна класса А на местном сырье, что устраняло необходимость транспортировать на Украину уральский чугун для нужд литейного производства и снижало себестоимость чугуна. Под руководством М. В. Луговцова при производстве стали в мартенах был впервые применен кислород.

Изучение свойств агломерата, его влияния на ход доменной плавки, а так же основных факторов использования объема доменных печей проводилось под руководством проф. П. Г. Рубина научными работниками В. И. Беманишвили, И. П. Даниловым. Н. Р. Кищом. Была доказана возможность работы доменной печи на 100%-ном агломерате из керченской руды и найдены пути достижения наилучших результатов работы печи на этом виде сырья.

Советское машиностроение в годы довоенных пятилеток стало ведущее отраслью промышленности. Необходимо было перейти на отечественное производство чистого железа, имеющего важное и разностороннее применение, отказавшись от ввоза его из-за границы. Эта задача была успешно решена в Институте металлов.

Проф. В. А. Можаров, М. А. Гершгорн и А. И. Прохоров разработали метод плавки технологически чистого железа, в котором сумма примесей не превышала 0,16 %. Полученный металл по содержанию железа превосходил английские и немецкие сорта мягких сталей и соответствовал лучшим образцам армко-железа американского производства. Продолжением этой работы явилась разработка метода получения так называемого железа «Тонкан», используемого в котлостроении для железнодорожного транспорта.

Крупным достижением советской металлургии был разработанный и внедренный в производство на заводах им. М. В. Фрунзе и Енакиевском метод ведения плавки стали в основной мартеновской печи на марганцевой руде с уменьшением расхода ферромарганца. Применение этого метода давало возможность при дополнительном раскислении расходовать минимальное количество ферромарганца: 1…2 кг на 1 т стали вместо обычных 7,5…12 кг. Экономический эффект только для этих двух заводов составил 4 тыс. т годовой экономии ферромарганца. В кратчайший срок новый метод освоили все металлургические заводы Юга.

Важнейшим направлением исследований в области прокатного производства были разработки конструкции новых прокатных станов и совершенствование старых. Прокатная группа под руководством канд. техн. наук П. А. Александрова провела большую работу по рационализации калибровок прокатных станов на ряде заводов Юга, что дало возможность повысить производительность этих станов на 50—75%. Большое значение имели работы по внедрению в производство всего основного сортамента проката с минусовыми допусками. Результаты этих исследований позволили пересмотреть стандарты на многие профили проката и дали значительный экономический эффект.

Внедрение системы регламентированного режима в мартеновских и прокатных цехах на ряде заводов Юга привело к повышению производительности агрегатов на 10—15% и увеличению календарного времени их работы на 12%. Работы по регламентированному режиму мартеновских цехов позволили создать систему комплексной организации производства на основе установленных режимов и нормативов производственного процесса путем разработки графиков для цеха в целом и отдельных его участков. Были разработаны графики осуществления ремонта печей и механизмов, графики выполнения отдельных операций по ведению теплового режима, завалке, ремонту ковшей, подготовке изложниц к разливке и т. д.

В борьбе за освоение технических норм в прокатном производстве в условиях развития стахановского движения большую роль сыграла паспортизация прокатных станов на основе методики и паспортов, предложенных Институтом металлов. В 1935 г. на этой основе была осуществлена паспортизация всех сортопрокатных станов заводов объединений «Сталь» и «Трубосталь». Паспорта сыграли важную роль в деле мобилизации производственных возможностей агрегатов.

Для улучшения условий труда в горячих цехах металлургических и литейных заводов в Институте металлов был выполнен ряд работ по борьбе с излучением тепла в цехах, в результате чего были разработаны соответствующие оздоровительные мероприятия по аэрации, охлаждению воздуха орошением водяной пылью, применению водяных завес для защиты от излучения и загрязнения воздуха окисью углерода.

Работы по транспортному металлу выполнялись в институте металлов со времени его основания и по настоящее время. За этот период был выполнен ряд ценных исследований по улучшению качества рельсов, осей и бандажей, в том числе работа по закалке концов рельсов с прокатного нагрева, получившая признание и повсеместное применение в промышленности.

Институту принадлежит приоритет в разработке многочисленных методов исследования неметаллических включений в стали (школа исследователей Н. Ф. Леве (И. В. Малашенко, М. М. Шапиро, И. И. Чеботкевич, А. Б. Гуревич и др.),

Наряду с этим в институте были разработаны и широко применяются новые методы спектрального и рентгенографического исследований металлов и шлаков, а также новые методы исследования механических и физических свойств металлов.

В военное время развитие института было нарушено, однако работа над частью вопросов проблематики продолжалась применительно к условиям производства металлургических заводов востока СССР.

Вскоре после освобождения Украины УкрНИИМет включился в важную работу по восстановлению украинской металлургии, а затем и по дальнейшему ее развитию. Ещё в 1944 г. начали работать первые лаборатории, восстанавливалась производственно-экспериментальная база института, которая в последующие годы стала интенсивно развиваться. Уже к 1950 году институт металлов восстановил свой довоенный уровень работ, а затем и значительно превзошел его, как по количеству разрешаемых научных и технических вопросов, так и по качеству их выполнения.

Основными направлениями научно-исследовательской работы УкрНИИМета и кафедры Литейного производства ХПИ были и являются: важные исследования технологических процессов чугунно и сталеплавильного производств (с разработкой ряда новых марок чугуна и стали, экономичных профилей проката); специальные исследования в области производства транспортного металла (рельсы и бандажи); разработка более совершенных методов исследования и контроля технологических процессов и качества металла; всесторонние исследования свойств металла (металлографические, механические, рентгенографические, химические, спектральные, а в последние годы и радиометрические), пионерские работы в области непрерывного литья, а также разработка ГОСТов, вопросов механизации, автоматизации и организации производства, труда и заработной платы в черной металлургии и литейном производстве.

Выводы

Опираясь на результаты проведенных работ, шестидесятые-восьмидесятые годы ХХ века ознаменовались значительным развитием процесса непрерывного литья – радиального и горизонтального, а машина непрерывного литья конструкции УкрНИИМета стала базовой. При использовании указанной технологии под руководством профессоров В. Т. Сладкоштеева и О. А. Шатагина был получен выход годного литья более 98 %, что явилось революционным шагом в практике литейного производства.

Внедрение в практику литейного производства электродуговых печей с кислой футеровкой, выполненное под руководством д. т. н. В. М. Сойфера явилось стремительным шагом вперед.

Экономический эффект от внедрения указанных разработок измерялся миллионами рублей в ценах 70-х - начала 80-х гг. ХХ века.

Литература

1. Развитие литейного производства в Украинской ССР / Ващенко К. И., Петриченко А. М., Шульте Ю. А. Под ред. В. А. Ефимова. К., «Наукова думка», 1988. - 376 с.

2. Развитие металлургии в Украинской ССР.- К., Наукова думка, 1980. – 960 с.

3. Славуцкая Г. В., Можарова Т. В., Сильванская Т. А. и др. Краткий обзор основных работ Украинского научно-исследовательского института металлов за 1928 – 1958 гг. Харьков, 1959. – 102 с

4. Архив НТУ «ХПИ» дело № 6373.