Как разливалась сталь

Технический прорыв украинских металлургов по значению для отрасли приравнивали к полету человека в космос.

Пятьдесят лет назад на Донецком металлургическом заводе вступила в строй первая в мире промышленная установка непрерывной разливки стали. На предприятии не было отбоя от иностранных делегаций. Гости с неприкрытой заинтересованностью рассматривали агрегат во всех подробностях. Через несколько лет технологию стали приобретать зарубежные компании.

«Мы оказались впереди лет на десять-пятнадцать»

Сегодня в развитых странах мира до 98% стали разливается непрерывным способом. В Украине — 35%. На ЗАО «Донецксталь» — металлургический завод» установка функционирует до сих пор. За десятилетия агрегат подтвердил правильность заложенных технических решений. О том, что предшествовало пуску, и о первых шагах разработчиков рассказал доктор технических наук, профессор, лауреат Государственной премии Украины, председатель Ассоциации сталеплавильщиков Украины Дмитрий Дюдкин. Пятьдесят лет назад он был первым мастером установки непрерывной разливки стали на Донецком металлургическом заводе.

— Работы по развитию технологии начались в Советском Союзе в 1947 году в Центральном научно-исследовательском институте стали имени И.П.Бардина, — рассказывает Дмитрий Александрович. — В это время на опытном заводе института стала действовать экспериментальная установка по вертикальной разливке стали ПН-1. Нужно сказать, что и в мировой практике это было делом новым, за рубежом существовали пока только экспериментальные образцы подобных металлургических комплексов. В последующее десятилетие исследования, проведенные на полупромышленных агрегатах на Новотульском металлургическом заводе и предприятии «Красное Сормово», позволили сформировать техническое задание на проектирование полноценной промышленной установки непрерывной разливки стали (УНРС).

Но техническое задание — лишь половина дела. Нужны были специалисты-металлурги соответствующего профиля. Как это было сделать, если в мире не существовало подобной учебно-производственной базы? И здесь огромную роль сыграл декан металлургического факультета, заведующий кафедрой «Металлургия стали» Донецкого политехнического института М.Стрелец. Он добился того, что группа молодых студентов-дипломников, в числе которых был и Дюдкин, отправилась в командировку на секретный завод «Красное Сормово» в Горький (сейчас Нижний Новгород, Россия).

— «Красное Сормово» тогда был огромным засекреченным промышленным комплексом, где производились скоростные ударные ракетные корабли и катера на подводных крыльях, — продолжает Дмитрий Дюдкин. — И там же находилась одна из опытных полупромышленных УНРС. Получить туда допуск было практически невозможно. Но, тем не менее, разрешение на производственную практику было дано. Студенты предложили ряд технических решений. Сотрудничество оказалось взаимовыгодным. Мы обработали параметры более тысячи плавок на установке. Построили ряд расчетных зависимостей, на базе которых специалисты-металлурги завода внесли уточнения в технологические инструкции по совершенствованию процесса. По результатам проведенной научно-практической работы появился приказ директора завода, где выражалась благодарность студентам Донецкого политехнического института за проведенную работу, — вспоминает наш собеседник.

После возвращения в Донецк студенты с блеском защитили дипломные проекты. Так состоялся первый в истории металлургии выпуск специалистов в области непрерывной разливки стали. По настойчивой просьбе тогдашнего директора Донецкого металлургического завода Ивана Ёктова их направили на работу в мартеновский цех. Здесь строилась первая четырехручьевая установка непрерывной разливки стали из 140-тонного ковша. Агрегат спроектировали в институте Гипросталь (г. Харьков). Дело было новое, незнакомое, в процессе монтажа постоянно возникали сложности.

— Мы все очень волновались, — говорит Дмитрий Александрович, который тогда трудился производственным мастером установки. — И вот после «холодного» опробования механизмов 30 июня 1960 года в 23 часа 10 минут началась первая промышленная непрерывная разливка стали из 140-тонного ковша, которая завершилась успешно. Все узлы и агрегаты работали штатно. Первая в мире установка непрерывной разливки стали вступила в строй. Нас переполняли эмоции. С одной стороны, свершились надежды и устремления. С другой — мы понимали, что опять оказались «впереди планеты всей». И это не пафосные слова. Мы действительно обогнали мир лет на десять-пятнадцать.

«Старушка» подтверждает надежность

После торжества наступила кропотливая работа. Установка была «сырой», технология промышленной разливки стали — не отработанной. Поэтому на первых порах выходил высокий процент брака. Многие из возникающих проблем приходилось решать впервые. Но молодой коллектив был полон энергии и с энтузиазмом совершенствовал свое детище. В процессе модернизации улучшились параметры — скорость разливки, надежность работы агрегатов и систем. Повысилось качество металла, расширился марочный сортамент стали. Более 40 свидетельств на изобретения получили новаторы. А сам Дмитрий Дюдкин всю жизнь посвятил совершенствованию процесса непрерывной разливки стали. В соавторстве с другими специалистами он предложил изобретения по защите поверхности металла в кристаллизаторе, механизированной подаче шлакообразующих смесей в кристаллизатор, по серийной разливке плавки и другие.

С пуском появились технологии и оборудование, заложившие основу будущего прогресса в мировой черной металлургии.

— Все решения, созданные на этой машине, — как конструктивные, так и методические — используются до настоящего времени, — говорит наш собеседник. — Сейчас очень широко внедрена серийная разливка, когда сто, двести плавок подряд без перерыва струи разливаются на машинах. Первая проба разливки «плавка на плавку» тоже была осуществлена на Донецком металлургическом заводе в 1961 году.

«Наша старушка» — так ласково называют установку на заводе. За полвека она продемонстрировала огромный запас надежности. Сегодня вся сталь в мартеновском цехе разливается непрерывным способом. В июне 2003 года УНРС была модернизирована: для увеличения серийной разливки введены в эксплуатацию промежуточные ковши новой конструкции, обновлены автоматические системы управления, а также системы управления и контроля над процессом. Это позволило увеличить производительность машины в 1,5—1,7 раза, повысить качество и снизить себестоимость продукции.

— Благодаря проведенной модернизации сегодня разливается свыше 50 тысяч тонн стали в месяц. Хотя когда я работал в 70-е годы, казалось, это невозможно, — рассказывает заместитель председателя профсоюзного комитета завода Николай Юшкин, который начинал трудовую деятельность в мартеновском цехе. — После капитального ремонта улучшились качество литой заготовки, условия работы операторов и технического персонала.

Справка «УТГ»

Непрерывное литье стали — способ литья, основанный на принципе непрерывности питания слитка кристаллизирующимся жидким металлом. При непрерывном литье заливка, затвердение, вытягивание слитка из формы и резка его на части происходят без пауз. Жидкий металл из ковшей заливается в кристаллизатор, по мере затвердевания вытягивается из изложницы-кристаллизатора при помощи специального механизма. На выходе слиток охлаждается водой.

Непрерывное литье позволяет производить заготовки различного профиля и сечения, которые обычно получают после прокатки на обжимных станах. Также упрощается схема металлургического производства, снижаются затраты. Заготовки, полученные на установках непрерывной разливки, отличаются высокой степенью однородности по химическому составу. Выход годных литых заготовок составляет около 95% от веса жидкой стали.