О простом железе

Рождение металла

Как же все-таки руда превращается в металл?

Даже когда она прошла длительную обработку в цехах обогатительной фабрики, сходство между неказистым обломком рудного «пирога» и любой вещью из металла ничуть не увеличилось.

Можешь раздробить этот камень тяжелым молотом — все равно не обнаружишь ничего похожего на металл: железо все еще прочно сцеплено в нем с другими веществами, и придется немало потрудиться, чтобы окончательно освободить металл из этого плена.

Добыча металла — хитрое и сложное искусство. Недаром в старину кузнецы, знавшие секреты изготовления стали, считались обладателями чудодейственной силы и пользовались всеобщим уважением. На пиру им всегда отводилось самое почетное место. Иные из кузнецов, как люди во многом сведущие, занимались врачеванием людей. К ним многие обращались за советом.

Кузнецы — герои народных сказок — всегда побеждали злого Змея-Горыныча.

Однако наступило время, когда, казалось, самые опытные кузнецы потерпели поражение.

Вот как это случилось.

Все больше нужно было металла, и маленькие домницы древних металлургов уже не успевали выполнять заказы.

Кузнецы, чтобы выплавлять больше стали, начали строить вместо маленьких — большие домницы. Но удивительное явление: чем выше выкладывали кузнецы домницу, тем металл, который они получали, становился хуже. Он не ковался, в огне становился таким хрупким, что не выдерживал и слабого удара. Из такого металла нельзя было изготовить ни доброго меча, ни прочной кольчуги. Сами кузнецы с досады назвали металл, который доставил им столько огорчений, «свиным металлом», а слитки этого металла — «чушками». Отсюда-то и произошло слово «чугун», который известен теперь, пожалуй, каждому.

«Свиной металл» оказался таким хрупким, что не выдерживал даже слабого удара.

Но прошло немного времени, и смекалистые кузнецы вскоре подметили, что хотя «свиной металл» и не куется, но имеет другие замечательные качества. Достаточно было вырыть в песке яму, а затем налить туда расплавленный чугун, чтобы, застывая, он точно повторил очертания этой ямы. Люди стали рыть в земле ямки самой причудливой формы и наливать в них расплавленный чугун. Так и научились они лить разную кухонную посуду: горшки, чугуны, чугунные сковороды, а также пушечные ядра, якоря для судов.

Выгодный промысел литья из чугуна в России развивался быстро. Домницы заработали на всю свою мощь.

Если в начале XVIII века у нас во всей стране изготовлялось всего-навсего сто пятьдесят тысяч пудов чугуна, то к концу этого века производство его увеличилось более чем в шестьдесят раз.

Из чугуна лили теперь не только ядра для пушек, но даже пушечные стволы. Однако чтобы такой ствол не разорвался от первого же выстрела, его на всякий случай скрепляли обручами.

В наше время замечательные литейные качества «свиного металла» используются очень широко. Из чугуна теперь делают, конечно, не только кухонную посуду, но и многие другие изделия, в том числе части разных станков и машин.

Тяжел был в прошлом труд доменщика.

У нас научились изготовлять различные сорта чугуна — например, ковкий чугун.

Однако большая часть чугуна по-прежнему идет в переплавку. Из него изготовляется сталь — металл, который и прочен, и гибок, и ковок.

Современная доменная печь, наша домна — праправнучка древней домницы, — выросла в огромное сооружение высотой с пятнадцатиэтажный дом.

Внутри она выложена особым, огнеупорным кирпичом, который не боится самого жаркого огня.

А рядом с домной стоят высокие стальные башни — воздухонагреватели, которые внутри также выложены кирпичом, не боящимся огня. Из домны по трубам идет в воздухонагреватели очищенный от пыли доменный газ. Сгорая там, он нагревает кирпич в стальной башне. После этого мощные воздуходувные машины гонят туда же огромные массы холодного воздуха. Воздух отнимает у кирпичей тепло, нагревается и поступает согретым в доменную печь. Выходит, что домна сама подогревает для себя воздух.

У каждой домны — свои воздухонагреватели. Они работают, сменяя друг друга. Чем выше температура воздуха в домне, тем быстрее плавится там руда, меньше уходит топлива. Это очень важно. Ведь «аппетит» у нашей домны солидный.

Для того чтобы «накормить» сырьем большую доменную печь, требуется каждые сутки три-четыре железнодорожных состава с рудой, углем и другими материалами. Хорошо наш работник «поест», зато на славу поработает.

Чтобы вывезти чугун, выплавленный в такой домне за те же сутки, подают длинный железнодорожный состав — из девяноста вагонов.

Это сделать нетрудно. У каждого большого металлургического завода есть своя собственная железная дорога с паровозами, вагонами, машинистами, кочегарами, составителями поездов и стрелочниками. Железнодорожный цех на заводе — один из самых больших. И это понятно. Только Магнитогорский металлургический комбинат имени И. В. Сталина принимает и посылает ежесуточно столько товарных составов, сколько хватило бы для всех ее перевозок такой стране, как Голландия.

Большой путь прошла наша металлургия от маленьких домниц древних славянских кузнецов до гигантских металлургических комбинатов — таких, как Магнитогорский на Урале или Кузнецкий в Сибири.

И выплавка металла в наши дни стала делом куда более сложным, чем была в старину.

Стальной короб-скип, наполненный железной рудой, поднимается к вершине домны по скиповому мосту и сам автоматически разгружается. А доменные газы идут по пути, обозначенному черточками, и сжигаются в воздухонагревателе. Механическая воздуходувка (изображена внизу, справа) посылает воздух в домну.

Вначале современную доменную печь загружают рудой, топливом и известковым камнем, или, иначе, плавнем. Он называется так потому, что помогает плавке. Плавень вытягивает из руды все лишнее, словно пластырь.

Топливо в домне необычное — это кокс. Он изготовлен из особых сортов каменного угля чаще всего здесь же, на металлургическом комбинате: уголь сначала смололи в порошок, а затем испекли из него кокс. Кокс горит отлично, дает высокую температуру, необходимую для плавки металла, не трескается.

Кроме известкового камня, домна получает небольшое количество марганцевой руды, чтобы чугун стал более прочным.

Железную руду, известняк, уголь, марганцевую руду называют шихтой, а каждую порцию шихты — колошей.

Тяжел был в прошлом труд доменщиков. Вагонетки с рудой вручную катили к домне рабочие, которые так и назывались катали. Вагонетку требовалось заполнять рудой доверху. А заводской двор был устлан каменными плитами, обычно положенными вкривь да вкось. Попробуй справься с вагонеткой, которая весит вместе с грузом целую тонну! В катали народ шел рослый и сильный, но и сильные люди надрывались на такой каторжной работе.

Особенно тяжело доставалось верховым — так назывались те рабочие, которые должны были загружать рудой самую домну. Работать надо было быстро: домна не ждет.

Многие из верховых отравлялись страшным доменным газом — угорали.

А у печи за ходом плавки пристально следил доменный мастер. Ему то и дело приходилось поглядывать в небольшое оконце в печи — «глазок». По цвету пламени, которое бушевало за оконцем, мастер узнавал, не требует ли чего-нибудь домна.

Отсюда, верно, и пошло выражение «работать на глазок».

Опасность каждую минуту подстерегала мастера: остудишь печь — застынет металл, получится, как в старину говорили, «козел», и погибнет вся плавка.

Для того чтобы стать мастером, требовался огромный опыт. И рабочие обычно становились мастерами печи уже в пожилом возрасте, когда волосы начинали седеть и силы были надорваны долгой работой.

Интересна история большой семьи русских доменщиков Коробовых, три поколения которых трудились на металлургических заводах.

Родоначальник этой семьи Григорий Коробов, отличный доменный мастер, долгие годы работал верховым и не раз падал у вагонетки без сил, отравленный ядовитыми газами.

Его сын, впоследствии прославленный обер-мастер, Иван Григорьевич Коробов, когда ему исполнилось пятнадцать лет, уже дробил руду на Дружковском заводе. Это его, работавшего затем подручным горнового на Макеевском заводе, заставили однажды лезть в еще горячую печь, чтобы разровнять лопатой руду. Когда Коробова вытащили, он был едва жив.

Иначе сложилась жизнь у сыновей Ивана Григорьевича — Павла, Николая и Ильи Коробовых, выросших и воспитанных уже при советской власти. Все они, как многие из их сверстников молодых рабочих, получили высшее образование, стали инженерами.

Илья Иванович Коробов — ныне директор металлургического завода имени Г. И. Петровского в Днепропетровске. Его старший брат, Павел, прошел путь от рядового рабочего до заместителя министра черной металлургии СССР. А младший, Николай, — известный ученый-металлург.

Труд замечательной советской семьи доменщиков Коробовых высоко оценен народом.

10 апреля 1939 года председатель Президиума Верховного Совета СССР Михаил Иванович Калинин вручил ордена всей этой семье: старому доменщику Ивану Григорьевичу Коробову и трем его сыновьям — Павлу, Илье и Николаю.

В наши дни знание и слава рано приходят к людям, если они хорошо работают и учатся. На домнах Магнитогорского комбината можно встретить многих бывших воспитанников ремесленного училища. Первую плавку чугуна они выдали уже вскоре после того, как пришли на завод.

Совсем молодым прославился замечательный советский доменщик, мастер Магнитогорского металлургического комбината имени И. В. Сталина, Алексей Шаталин. За свой труд он награжден двумя орденами Ленина и орденом Трудового Красного Знамени. Доменный мастер Шаталин — лауреат Сталинской премии.

Многие из старых и ненужных теперь специальностей исчезли на советских металлургических заводах. Работали там когда-то чугунщики. Этим рабочим приходилось всегда иметь дело с горячим металлом. Чугунщики рыли ямы в песке, куда заливался затем жидкий чугун. Металл еще пышет жаром, а чугунщики уже разбивают его ломами и кувалдами на отдельные чушки… Нет теперь такой специальности.

Сейчас не увидишь на домне каталей. Загрузка печей давно происходит с помощью механизмов. И железную руду и известняк доставляют к домне мощные краны. Электрический вагон-весы точно взвешивает эти материалы перед загрузкой. Руда, плавень — все, что необходимо домне, поднимает наверх подъемник. Стальные короба-скипы, в которых доставляется шихта, сами опрокидываются над загрузочным устройством домны.

Иным стал и труд мастера печи. Следить за ходом плавки ему теперь помогают многочисленные контрольные приборы.

Иным стал труд доменного мастера сегодня. Следить за плавкой ему помогают многочисленные контрольные приборы.

Такой прибор точно и своевременно сообщит ему обо всем, что творится в печи. Он покажет, например, какая сейчас температура в разных частях домны. Посмотрит мастер — плавильщик чугуна на прибор и будет знать, что ему делать: то велит подбавить руды, то посадит печь «на строгую диету» и попросит дать разок-другой «холостую колошу», без руды, из одного кокса.

Недаром рабочие в шутку называют такие приборы «ябедниками».

Много расскажет мастеру, ведущему плавку, и анализ пробы чугуна, который ему изготовит находящаяся здесь же, в цехе, лаборатория.

Через каждые четыре часа горновой и его подручный пробивают электрическим буровым молотом летку — отверстие, через которое пойдет чугун. А было время — и эту тяжелую работу также приходилось делать вручную. Чтобы пробить летку, горновой и его помощник брали тяжелый лом и били им.

Когда выпустят чугун, электропушка накрепко забьет отверстие летки глиняным снарядом.

Но вот железная руда начинает плавиться, чугун стекает вниз. Всякие посторонние примеси, как ты знаешь, образуют отходы производства — шлаки. Они легче чугуна и, как более легкие, вскоре окажутся наверху.

Пройдет два часа — и шлаки выпустят из печи через особую шлаковую летку.

Шлаки также внимательно исследуются в цеховой лаборатории. Их состав скажет о многом: мастера узнают, нормально ли идет плавка металла.

Шлак в старину называли «доменным соком».

Уже на заре металлургии «доменный сок» шел в дело: им пользовались для обогрева цехов.

Шлак, помещенный в специальную посудину, медленно отдавал свое тепло. Из шлака отливали раньше пушечные ядра. Теперь из шлаковых блоков строят дома. Шлак используют для строительства дорог.

Тот, кто хоть раз побывал у домны в минуту рождения металла, никогда не забудет этой удивительной картины.

Пробита летка, и металл пошел.

Огненный ручей с шумом бежит по желобу, стекая в ковш огромного чугуновоза.

В просторном цехе сразу становится светло, словно сюда, к домне, пришло само солнце.

Отсвет пламени отражается на строгих и торжественных лицах рабочих. Тысячи искр поднимаются кверху, подобно салюту в честь тех, кто из железной руды добывает металл.

Он теперь долго и верно будет служить человеку.

Бывает, во время плавки случается непредвиденное.

Грозная огненная стихия бушует внутри домны. Многие опасности подстерегают мастера: он может снизить температуру и «заморозить» металл, тогда-то и образуется «козел» — застывшая масса чугуна; мастер может передержать металл и не заметить, как он поднимется выше дозволенной отметки.

Вот почему плавка порой напоминает битву, исход которой до конца еще неизвестен.

Но вот один из чугуновозов уже везет чугун к конвейерной разливочной машине.

Пойдем же скорей «по следам» этого металла.

Ковш уже стоит у разливочной машины. Медленно движется ее стальная лента с ячейками-формами. Сюда-то и направляется из ковша жидкий чугун.

Чтобы металл быстрее остывал, в ячейках разливочной машины его поливают водой. Остуженные потоками воды слитки чугуна — чушки все одинакового размера и веса — опрокидываются на доставленную сюда же, в цех, железнодорожную платформу. Они как бы сами сходят на нее.

Металл готов. Поезд доставит его для переработки на другие заводы страны.

Но если мы пойдем по пути чугуновоза, принявшего металл из второй домны, то можем оказаться в соседнем с доменным — мартеновском цехе.

Этот чугун пойдет в переплавку. Он получит здесь вторую огненную очистку.

Рабочие мартеновского цеха должны изготовить из него отличную сталь.

Если ты вместе с товарищами задумаешь создать в школе небольшой музей металла, то первым экспонатом его должен стать, конечно, кусок железной руды. Рядом с ним займут свое законное место чугунок, утюг, чугунная деталь машины.

Образец стали, которая была получена из чугуна, ты сумеешь добыть, не выходя из класса. Им может стать перышко или даже стальная скрепка от старой тетрадки — скромные, но достойные представители многих известных тебе стальных вещей.