Продолжим моделирование. Возьмем рис и будем считать, что это руда для получения кремния — кварцит, возьмем гречку, которая смоделирует кокс, возьмем пшено, которому поручим обозначать железную стружку, смешаем все крупы и засыплем доверху в ванну, в пространство между футеровкой и электродами.
Отдельный компонент — это сырье, а вот их тщательно отдозированная смесь для получения металла называется шихтой. Для подачи в печь шихта тщательно дозируется мелкими порциями и делается это так: в специальные весы сначала засыпается (к примеру) 300 кг кварцита, затем 90 кг кокса, затем 50 кг стружки (все компоненты шихты) — и так порция за порцией. Каждая порция называется колошей. Поэтому поверхность шихты в печи — место, куда подаются (вручную или механизированно) колоши, — называется колошником.
Думаю, что для начала терминологии хватит, новую буду пояснять по ходу повествования.
Темная металлургия
В биографии Друинского для меня невероятна та скорость, с которой он повышался в цеховых должностях. В январе 1943 на Актюбинском ферросплавном была пущена первая печь, и 17-летний помощник горнового Миша Друинский впервые увидел, как она работает, а всего через год, в мае 1944-го он становится бригадиром печи! Мало этого, он вспоминал: «В августе 1943 года была введена в эксплуатацию электроплавильная печь № 3, бригадиром в нашей смене был назначен 18-летний Александр Макшаев…». А в июле 1945 года Друинский уже мастер блока печей!
Для меня невероятна та скорость, с которой он стал бригадиром ферросплавной печи — «бугром», как у нас называют бригадиров. У нас на Ермаковском заводе ферросплавов тоже был
Город Актюбинск, Казахстан, завод ферросплавов. 1944 год.
Бригадир печи (старший плавильщик) Миша Друинский.
Фото с Доски почета
ужасный период, когда из даже явно недостаточной штатной численности в 5 тысяч человек на заводе не хватало около тысячи. Было уже пущено не 3 как тогда в Актюбинске, а 26 печей, а работать на них было некому. Идешь по цеху, а везде ребята, которые по возрасту еще в армии не служили или только вернулись, редко увидишь более-менее солидного мужчину. И у нас тогда были очень молодые бригадиры, но все же это были мужчины, пожалуй, не менее 25 лет, со стажем работы у печи хотя бы 4–5 лет. Все имели среднее образование, всех обучали около года в заводском ПТУ (производственно-техническое училище). Представить себе «бугра» в 18 лет, как А.Макшаев или как сам Друинский в 19 лет, я не могу даже со скидкой на войну.
Когда-то я со злости шутил, что черную металлургию следовало бы называть «темной металлургией», поскольку, пожалуй, ни одна отрасль человеческой деятельности не отличается такой слабой доступностью к замерам параметров, как восстановительные процессы в металлургии — как доменное и ферросплавное производство. Даже медицина, даже человек, и тот более доступен изучению, чем эта чертова ферросплавная печь.
Процесс я вам выше описал и на бумаге он очень прост: оторви в руде от атомов металла атомы кислорода — и готово. Но в жизни в печь даются не чистые окислы, а руды, которые в залежах никогда не имеют одного и того же содержания металла по всему объему месторождения. И ты полагаешь, что двуокиси кремния у тебя в кварците 97,5 %, и в среднем по заводскому складу кварцита это так и есть, но в той порции, которая именно сейчас поступила в печь, ее может быть и 95 %, и 98 %. В печь даются не атомы углерода, а коксик, а в нем, кроме углерода, содержатся и зола, и летучие, и влага, и очень много влаги, если полувагоны с коксиком по пути вымочил дождь. Ты взвешиваешь 100 кг коксика, полагая, что даешь в печь 80 кг чистого углерода, а на самом деле можешь дать всего 70 кг, если эта порция коксика оказалась и очень влажной, и очень зольной, и 90 кг, если грейфер захватил порцию с дальнего угла склада, где коксик давно лежал и хорошо подсох.
А если ты не можешь ввести в печь точное количество углерода, то его недостаток или его избыток начинают менять ход химических реакций, и это приводит к тому, что ты не можешь получить из печи заданное количество металла. Себестоимость металла начинает переваливать за тот предел, что тебе определен, твоя работа на печи становится неимоверно тяжелой и все это приводит к тому, что ни ты, ни твои товарищи не получат тех денег, которые могли бы получить.
Химия тут вкратце такова. Если ты ввел в реакцию углерода меньше, чем нужно, то часть окислов кремния будет недовосстанавливаться, превращаясь в газ и уходя из печи в атмосферу и унося с собой ту электроэнергию, которую печь затратила на этот процесс. Часть окислов образует вязкий шлак, который с одной стороны, будет перекрывать изнутри ванны летку, не давая выходить металлу, поднимая его уровень в печи и давление его на стены, а с другой стороны, окислы этого шлака будут реагировать с угольными блоками футеровки печи и в конце концов размоют ее. Металл начнет литься через стены и будет тяжелейшая авария. Это только одна из десятков, а то и сотен неприятностей, которые последуют одна за другой и все вместе, если у тебя в печи недостаток углерода.
А если его избыток, то список неприятностей не намного короче, и тяжесть последствий от них не намного меньше.
Так в чем же дело? — скажете вы. Замеряйте по ходу процесса, сколько в печи углерода и окислов, и соответственно корректируйте процесс. Хотелось бы, очень хотелось бы, да нечем замерить. Я 14 лет читал всю литературу по этому вопросу, сам думал, но, по-моему, и до сих пор ситуация та же. В печи в районе электрических дуг температура 10 000°, как на поверхности Солнца, металл очень агрессивен, растворяет любую сталь так быстро, что и глазом не успеешь моргнуть, даже огнеупорная футеровка (стены и подина) выдерживают эти температуру и агрессивность жидкого металла только потому, что изнутри печи футеровку защищает полурасплавившаяся шихта, ее называют гарнисажем. Возьмите толстую свечу и зажгите. Вскоре под пламенем свечи, которое смоделирует нам электрические дуги в печи, образуется лужица жидкого парафина и она не будет вытекать из центра, поскольку ее удерживает от этого еще не расплавившийся парафин наружной части свечи. Так и в печи, но только ни дуги, ни металла, ни идущих процессов не видно, поскольку и сверху все закрыто толстым слоем шихты. Для того, чтобы понять, что происходит в печи, процесс нужно как-то замерить, а замерить его, повторю, нечем.
И остается смотреть на печь снаружи и гадать, что же этой заразе сейчас нужно: то ли кокса дать, то ли кварцита, то ли электроды перепустить (удлинить их), то ли напряжение поднять. Если угадаешь, то печь улучшит свою работу и ты с премией, если не угадаешь, то положение на печи станет еще хуже, и тогда прощай производственная премия, а это треть твоего заработка. И не только твоего, а и твоих товарищей, возможно, и всего цеха, не исключено, что и всего завода.
Поэтому в ферросплавной отрасли как нигде важен опыт работающих на печах металлургов, только их опыт дает возможность предугадать изменение процесса в печи и вовремя принять необходимые меры — металлургия держится на цеховых металлургах. Если опытных металлургов нет, то никакие академики тут ничем помочь не смогут. Это проверено.
Но что такое опыт? Это годы запоминания тончайших оттенков изменения ситуации на печи. Вот бригадир смотрит на печь, оценивает все, что видит, и память ему подсказывает, что когда-то такое уже было, и он тогда сделал так и так, и у него получилось. Или наоборот — не получилось. Исходя из тех воспоминаний, он и действует, чаще всего правильно, если опыт велик и бригадир внимателен и учел все нюансы. Но бывают и ошибки — тогда это уже новый опыт.
Пламя
Чтобы было понятно, о каком опыте я веду речь, расскажу немного о своей истории. Итак, попал я на Ермаковский завод ферросплавов по распределению с твердым намерением как можно быстрее смотаться отсюда домой в Днепропетровск, а тогдашний директор П.В. Топильский выдумал мне дурацкую должность «помощник мастера плавильного цеха», — такой должности не было в штатном расписании завода, по-моему, ни до меня, ни после меня. В кладовой плавильного цеха № 4, не зная толком, что мне полагается, на всякий случай одели меня в суконную робу плавильщика, обули в валенки, выдали войлочную шляпу, синее стекло и начальник цеха передал меня на руки мастеру Гаррику Енину и начальнику смены Алексею Хегаю. Те поухмылялись моему бравому виду, показали, как прикрепить стекло к шляпе, посоветовали вместо суконных штанов и валенок одеть что-нибудь полегче и, делать нечего, начали натаскивать меня на работу в цехе. Должности такой не было, посему и обязанностей у меня не было, а ошиваться в цехе бездельником было трудно. Передали они мне все сменные расчеты, но считал я быстро и эти расчеты у меня не занимали и получаса. Поручали разобрать завалы на транспортерных лентах, посылали с различными поручениями по цеху и заводу, и, само собой, брали меня во все свои цеховые обходы, показывая, что нужно делать, как и почему.