СССР - потерянный рай - Юрий Мухин

В-четвертых. И электродную массу мы собирали по брикету со всего Советского Союза, поэтому и с эксплуатацией электродов — с величиной их удельного перепуска — тоже были неясности.

В-пятых. И печи у нас были, во-первых, не такие, как на других заводах, во-вторых, два их типа были вообще новыми.

Как же решаются подобные задачи? Путем проб и ошибок. Цеховой персонал работает на одном соотношении кокса и кварцита — получается неважно, на другом — еще хуже, на третьем — получше, на четвертом — снова хуже и т. д., пока не будет найден оптимум. Одновременно точно так же ищутся оптимальное соотношение тока и напряжения и оптимальная величина перепуска электродов. Если, повторю, печи те же и сырье поступает от одних и тех же поставщиков, то проходит несколько лет, и технология принимает оптимальный вид, при котором при данных условиях сплава получается максимальное количество при минимальных затратах.

Вот этим и занимались в цехах все мои друзья и приятели. Мне же надо было придумать что-то такое, чтобы максимально сократить им поиск оптимума технологии. Вот тут мне, кстати, хочется сказать слово благодарности родному институту, вернее, кафедре электрометаллургии, а еще вернее, Е.И. Кадинову и своей работе в студенческом научном обществе, в котором я на практике освоил кое-какие методы математической статистики и, главное, понял, где их нужно применять. Посему я засадил за работу своих инженеров и занялся сам статистической обработкой результатов работы печей завода в разных условиях — на разных видах сырья и сплавах. Работа была кропотливой, если учесть, что печные журналы — основной источник данных для обработки — часто заполняются как попало, и в них много ошибок, посему пришлось сначала разработать методику того, как и какие данные из этих журналов брать в обработку. Обработка была очень трудоемкой, поскольку не было никакой счетной техники. Несчастные механические арифмометры, и те были только в бухгалтерии, а когда завод получил первые отечественные счетные машинки «Электроника», которые были с ламповыми индикаторами и весили килограммов 5, я с большим трудом через Друинского смог выпросить одну и для метлаборатории. Поэтому долгое время считать приходилось в столбик, в уме, даже логарифмической линейкой редко приходилось пользоваться, поскольку, как мне помнится, для расчетов коэффициентов корреляции (связи величин) нужны были все знаки и не допускались округления. Тем не менее дело пошло: я строил графики, анализировал их и выдавал техническому отделу рекомендации, на каких ступенях напряжения работать и какие навески восстановителя иметь для всех возникающих на заводе ситуаций и печей. Сначала я оформлял свои рекомендации в виде отчетов о научно-исследовательской работе, а потом мне это надоело — кому я буду пыль в глаза пускать этими «введениями» и «теоретическими предпосылками»? Я стал выдавать результаты в виде справок на нескольких страничках, Рожков на основе моих справок готовил главному инженеру технологические распоряжения, а потом найденные мною параметры вносил в технологические инструкции.

Находимые метлабораторией оптимальные параметры работы печей были ориентирами, поскольку в цехах реально очень трудно придерживаться инструкций, но все же это были правильные ориентиры, и мы находили их быстрее, чем нашли бы цеховые инженеры без нас, а это давало нам уверенность в своей полезности, а такая уверенность дорогого стоит. Правда, вся эта громоздкая и трудоемкая работа не предвещала никаких диссертаций — это был нормальный инженерный труд, но, повторю, он давал спокойствие мне и загрузку моим подчиненным.

Конечно, когда я освоил эту работу, то она стала мне малоинтересной, но я копался в технологии дальше — я хотел найти что-нибудь такое-эдакое в хорошо освоенном процессе, я хотел сделать какой-нибудь революционный шаг, чтобы его потом не стыдно было оформить в виде диссертации. Чтобы понять, что же все-таки происходит в печи при разных условиях, я рылся в обломках взорванных при капремонтах ванн всех печей, изучал гарнисаж и «козлы», пытался понять, какие ответвления процесса могут происходить. В начале 80-х у меня было чувство, что, вот еще чуть-чуть, и я найду базовое уравнение руднотермической печи, такое уравнение, с помощью которого можно будет и рассчитать печь, и задать ей автоматическое управление. Я даже восстановил частично знания высшей математики, поскольку для описания печи мне потребовалось интегральное исчисление. Было время, когда мне казалось, что я не вижу чего-то простого, которое где-то рядом, но не дается мне. Но это «простое» мне так и не далось — я ушел на совершенно другую работу, не успев найти то, что хотел.

Второй капитальной проблемой, которой я занялся, было изучение стойкости печных электродов. В те годы их обломы были очень большой проблемой, поскольку они буквально душили завод, а случалось этих аварий свыше двухсот в год. Облом электрода на печи был обычной аварией, порою даже печь не останавливали, но эти аварии уже сами по себе влекли за собой очень большой расход электроэнергии, кроме того, они в свою очередь приводили к еще более тяжелым авариям.

Печной электрод состоит из стального кожуха диаметром от 1200 до 1900 мм, в который сверху загружается электродная масса. Получают эту массу путем смешивания кусочков антрацита, коксика и графита в расплавленном каменноугольном пеке. После смешивания масса застывает и поступает к нам в виде брикетов, которые и грузятся в кожух электрода.

Ток на электрод подается посредством контактных щек, прижатых к кожуху. В районе этих щек от тепла, выделяемого током и поступающего из печи, брикеты электродной массы расплавляются, образуя сплошной жидкий объем, но при дальнейшем нагреве эта жидкость начинает коксоваться — из нее уходят летучие вещества, и жидкий столб превращается в столб угля, по которому электрический ток стекает внутрь печи и зажигает на нижнем торце электрода электрическую дугу. По мере сгорания электрода от дуги он, естественно, укорачивается, тогда кожух электрода перепускают в щеках — их отжимают, и электрод проскальзывает вниз (вернее, его опускает с шагом 50 мм специальный механизм). А сверху стальной кожух электрода периодически наращивается новой секцией. Десять лет от капремонта до капремонта работает печь, и все это время идет непрерывное сгорание и наращивание электродов, их техническое название: «угольные самоспекающиеся».

Так вот, вдруг появляется на уже спекшейся части электрода трещина, она увеличиваете в размерах, и, наконец, нижняя часть электрода обрывается, дуга загорается в месте облома, и начинается морока с тем, как быстрее извлечь обломок из печи либо (на закрытых печах) «утопить» обломок в шихте и сжечь его, и одновременно быстро снова нарастить электрод до нужной длины. Почти всегда трещины на электродах образуются после простоев, а на простоях печь, само собой, охлаждается, посему и существовало устойчивое мнение, что эти трещины вызваны термическими напряжениями от охлаждения поверхности электрода. (Возьмите толстостенную стеклянную бутылку и плесните в нее кипятка, и вы увидите, как она лопнет от термических напряжений.) Поэтому все решения по предотвращению обломов электродов сводились к недопущению их охлаждения, поскольку связь обломков с охлаждением электродов была очевидна.

Однако мне повезло, что я застал на заводе Н.В. Рукавишникова, поскольку именно он посоветовал мне обратить внимание на совершенно иное явление — на усадку электродной массы при коксовании, а на это тогда ни на заводе, ни в литературе не обращалось никакого внимания. И я этим занялся: я обследовал все извлеченные из печей обломки электродов, фотографировал их, изучал по литературе условия коксования углей и сравнивал трещины на коксовом монолите, выгружаемом из коксовых батарей, с трещинами на наших электродах; я проводил лабораторные исследования, замеряя величины усадок различных масс, короче, много лет электроды не выпадали из круга тех исследований, которые я вел, а уже, будучи начальником ЦЗЛ, я убедил тогдашнего директора Донского создать и специальную лабораторию электродов.

В конечном итоге стало понятно, что трещины в электродах имеют усадочный характер, а термические напряжения только расширяют их. Если в электроде не образовались усадочные трещины, то тогда и любое охлаждение поверхности ему не страшно. Далее я выяснил, что усадочные трещины образуются, когда рядом спекаются слои массы с разной усадкой, и, соответственно, стало ясным и решение вопроса — нельзя допускать, чтобы в электроды попадала масса, которая при коксовании дает разную усадку. Но наш завод не изготовлял электродную массу — мы ее получали. Я уже не помню всех деталей, но мы нашли параметр массы, посредством которого можно было оценить ее будущую усадку, — «жидкотекучесть». Далее с помощью ОТК и рекламаций заставили заводы-поставщики слать нам массу с узким разбегом жидкотекучести. Вопрос решился, и хотя печей на заводе стало больше, но число обломов сократилось, если мне память не изменяет, до 30–40 в год. Это очень хороший результат, и достигнут он был очень эффективным способом, т. е. почти без затрат (отборы проб массы и ее лабораторные анализы по затратам не существенны).