Рейтинг@Mail.ru
Под знаком ванадия

1981 08 август

Под знаком ванадия

Автор: Гаряев Л

читать

В ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ ГЛАВНЫМ НАПРАВЛЕНИЕМ ДОЛЖНО СТАТЬ КОРЕННОЕ УЛУЧШЕНИЕ КАЧЕСТВА И УВЕЛИЧЕНИЕ ВЫПУСКА ЭФФЕКТИВНЫХ ВИДОВ МЕТАЛЛОПРОДУКЦИИ.
Основные направления экономического и социального развития СССР на 1981—1985 годы и на период до 1990 года.
Бежит, торопится в детский сад мальчуган и видит: валяется на дороге жестяная консервная банка. Трудно удержаться и не поддеть ее хорошенько ногой, чтобы отлетела подальше да зазвенела погромче.
Спеша в школу, ты не остановился, только улыбнулся мимолетно, может быть, вспомнил, как лет десять назад сам был таким же.
Теперь тебе в компании с товарищами нередко приходится собирать металлолом, оттаскивать в кучи старые трубы, отслужившие свое кровати или какие-нибудь непонятного назначения болванки. Делаешь это ты вполне сознательно, потому что знаешь: из груды старого железа можно выплавить сталь, а из нее изготовить новые автомашины, велосипеды, необходимые заводам станки. Но пока ты видишь в собранном железе только металл, различаешь его разве что по весу: тяжелее — значит, лучше, больше, легче план перевыполнить, другие классы в соревновании позади оставить.
Между тем все не так просто. И тяжелее, как ты скоро узнаешь, еще не значит лучше. И сталь далеко не всегда одинакова, потому что это сложный сплав, в который, наряду с железом и углеродом, главными его частями, входят и другие элементы, правда, в малых дозах. В зависимости от количества их и соотношения между ними определяется состав и, следовательно, марка стали, которая несведущему человеку кажется весьма замысловатой. Как тебе понравится такое, к примеру, сочетание — 20ХГА? А это одна из самых простых марок, цифра  здесь указывает на процент углерода, а буквы означают: хром, марганец, алюминий. И таких марок сотни тысяч.
Брось щепотку соли в кастрюлю с водой. Вкус воды изменится настолько незначительно, что едва почувствуешь. Только если отправить ее в лабораторию, там определят: это уже не вода, а слабый раствор поваренной соли.
Когда подручный сталевара сбрасывает в громадный ковш с расплавленным металлом несколько лопат сплавов, доля этой «приправы» в общей массе металла не больше, чем соли в твоей кастрюле с водой, и чаще всего составляет десятые или даже сотые доли процента.
Но вот сталь из ковша разлита по изложницам, из слепящей глаза и обжигающей жаром жидкости превратилась в холодные слитки темно-серого цвета. Потом их еще несколько раз разогреют добела, пропустят через прокатные станы, придадут им определенную форму, и пробы металла отправят в лабораторию.
Там на специальных установках и под микроскопами определят: состав стали с добавками другого металла, как говорят, легированной, отличается от обычной, которую называют углеродистой. К примеру, она может стать прочнее, чем обычные стали, пластичнее, то есть лучше изгибаться, и меньше подвергаться ржавчине... И все это благодаря присутствию почти незаметных в общей массе примесей. Поистине, как говаривали в старину, мал золотник, да дорог.
Но трудность в том, что слишком много требуется металлов этих для добавок к стали, для легирования ее. За рубежом применяют для этого никель и молибден, металлы довольно редкие и дорогие. Но то, что годится, скажем, для Бельгии, которая по территории меньше одной Свердловской области, никак не подходит для нашей страны. Одних тракторов мы выпускаем миллионы штук в год, а вагоны, экскаваторы и другие машины тоже ведь надо делать прочнее. А рельсов сколько требуется при наших-то просторах! И для многих других надобностей высокопрочный металл нужен. Ясно,  что надо было искать какой-то другой выход.
И выход был найден.
Тысячи лет укрывала уральская тайга богатейшее в мире Качканарское месторождение железной руды. Знали люди: богатств в нем миллиарды тонн, а подступиться к ним не могли. И процент железа мал, невыгодно было добывать его, и связано оно с другими элементами в такой крепкий узел, что распутать его долгое время сил не хватало.
Но после Великой Отечественной войны круто пошла в гору, стала набирать новые силы советская черная металлургия, одним из главных центров которой остается Урал. Заводы и поля страны требовали все больше сталей, не только обычных, но и улучшенных, легированных. А запасы прославленных уральских железных руд были на исходе. Возить же сырье для производства стали и чугуна за тысячи километров накладно.
Тогда-то и пришел черед Качканар-горы. К тому времени научились обогащать бедные руды, повышать содержание железа в них и смогли, наконец, приложить руки к сокровищам Качканара. Иначе не скажешь: в рудах этих содержится, кроме железа, еще чуть ли не полдесятка химических элементов, часть которых уже удается выделять из рудного «букета». И один из них особенно необходим для производства черных металлов — чугуна и стали. Настолько, что благодаря ему выгодными становятся и добыча бедной железом руды, и сложный процесс ее обогащения. Настолько, что был прямой смысл более двадцати лет назад поднять комсомол страны на строительство в таежной глуши горно-обогатительного комбината, силами молодежи возвести вокруг него прекрасный город юности Качканар.
Что же это за удивительный элемент, ради которого приводятся в движение тысячи людей, меняются даже государственные планы?
Это — ванадий.
Он отличается такой химической активностью, что обнаружить его можно только в соединениях с другими элементами — в минералах, почве, водорослях, в крови морских животных и даже человека. И всюду он оказывается жизненно необходимым. Причем не только в природе. Даже малые добавки его в сталь и чугун улучшают их качества, в частности уменьшают износ.
Но главная особенность ванадия заключается не в прямом воздействии на сталь или чугун. Когда в эти металлы вносятся вместе с ним, к примеру, кремний, хром и, особенно, марганец, ванадий оказывается на удивление «компанейским» металлом, помогает наиболее полно проявляться лучшим качествам «соседей», будто подбадривает: «смелее, не робейте!» И именно в таких случаях, когда действуют все эти металлы, так сказать, заодно, коллективом, результаты оказываются наилучшими. Детали тракторов, экскаваторов и других машин, изготовленные из комплексно-легированных сталей, то есть содержащих добавки нескольких металлов, становятся на 20—30 процентов, а рельсы даже в полтора-два раза прочнее по сравнению с теми, что получены из обычных. А раз прочнее, то и служат дольше, хотя и можно делать их менее громоздкими, снижать вес и за счет этого тоже экономить металл. Так что тяжелее— на самом деле далеко не всегда лучше. И вдумайся еще в одну цифру: тонна ванадия, примененного для легирования, дает возможность сберегать 250 тонн стали. Представь себе, сколько, благодаря ванадию, сможем выпускать замечательных машин, тех, которых нетерпеливо ждут наши заводы, стройки, поля. Заметь еще, что по запасам «витамина стали», как справедливо называют ванадий, наша страна занимает одно из ведущих мест в мире.
В Свердловске на проспекте имени Ленина виднеется полускрытый молодыми березками особняк. По меньшей мере три поколения ученых, работающих здесь, в Уральском научно-исследовательском институте черных металлов, целиком  посвятили свою жизнь изучению проблем ванадия.
Начинали они давно, больше сорока лет назад. Уже тогда для легирования сталей широко применялись марганец, хром, кремний и многие другие элементы. Но трудно было предугадать, как поведет себя в компании с любым из них ванадий. При какой температуре стали вводить его? В каких дозах? Ведь отклонение даже на несколько сотых процента порой давало совершенно неожиданный и нежелательный результат. Чтобы ответить на все возникавшие в ходе работы вопросы, произвести многочисленные сложнейшие расчеты, жизни бы не хватило, вспоминают сейчас ученые. Хорошо еще, что подоспели на помощь электронно-вычислительные машины, которые мгновенно могут решать задачи не в три-пять, а во многие тысячи действий.
Но не передоверишь научный поиск даже самым «умным» машинам. Они могут дать цифры, которые служат исходными точками для размышлений и обобщений, которые всегда достаются на долю людей.
Нет, они не кричали «эврика!», не мчались очертя голову в цех, чтобы немедленно проверить показавшуюся выигрышной мысль — в копеечку влетела бы каждая из таких проверок. Всесторонне обдумывали любое положение, критически подходили к нему и только потом шли советоваться с друзьями-единомышленниками. Таких было много — и в институте, и на заводах. Конечно, не обходилось без споров, порой жарких, ожесточенных, в которых выверялись, оттачивались все частности.
Именно так, коллективным разумом сумели они обосновать полную возможность легирования стали не сплавом железа с ванадием, как делалось раньше, а значительно более дешевым способом, с помощью ванадиевого шлака, который недавно еще считался почти бросовым продуктом.
Завершение каждой работы почти всегда является началом, отправной точкой другой, следующей. Уже  известно, что подготовлено для промышленности более двухсот марок ванадиевых сталей. Однако добиться внедрения их не так просто. На этом пути возможны и неудачи. Но настоящий ученый, творец по натуре, даже потерпев поражение, не успокоится, не сдастся, будет всеми средствами добиваться победы. Кстати, победа часто обозначается латинской буквой V, так же, как химический знак ванадия.
А как выглядит ванадий в своем натуральном виде? Это серебристый, необыкновенно красивый металл, неспроста названный в честь скандинавской богини красоты Ванадис. Настолько привлекательный, что в рассказе одного американского писателя-фантаста служит материалом для памятника.
Такое неосуществимо, во всяком случае сейчас. Скорее, может быть, будет когда-нибудь установлен памятник ванадию, верному помощнику, соратнику человека, помогающему разумно использовать и сберегать богатства земных недр для нас и для будущих поколений.

читать
Комментарии:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

Рейтинг@Mail.ru