О простом железе

Как варят сталь

Сталь. Стальной…

Прочтешь эти слова — и сразу поймешь, что дело идет о металле большой прочности.

Мост легко выдерживает груз сотен автомашин, тяжесть целого железнодорожного состава. Этот мост сделан из стали. Самолет, который летит с огромной скоростью, легко преодолевая сильное сопротивление воздуха, тоже стальной. Стальной вал — деталь электродвигателя — совершает десять-пятнадцать тысяч оборотов в минуту. Посмотришь на него — все сливается перед глазами. А сталь выдерживает и такую нагрузку.

Для исследования морского дна строят стальной шар. Он опускается на глубину в несколько километров. Сверху на него давит огромный пласт воды. Казалось, такое давление может превратить шар в лепешку. Но ученые спокойно трудятся в своем круглом подводном домике — ведь и он изготовлен из стали.

В порту идет разгрузка большого парохода. Вот подъемный кран перенес на своем стальном крюке автомобиль, трактор или даже паровоз. Матросы, грузчики на пароходе и в порту знают: стальной крюк не подведет — он сделан из прочного металла.

Листы бронированной стали всегда служили нашим танкистам и артиллеристам верной защитой в бою.

Стальной броне не страшны ни пули, ни снаряды.

Но каким образом такой сверхпрочный металл получился из чугуна, который и удара молотка не выдержит?

Ответ на этот вопрос мы получили в лаборатории металлургического завода. Здесь быстро исследуют для нас кусочек чугуна и точно такой же кусочек стали.

По своему составу оба металла, оказывается, очень схожи. Основу и чугуна и стали составляет железо. Но в кусочках чугуна и стали обнаружены частицы и некоторых других веществ. Они хотя и составляют ничтожные доли, но все же определяют многое. Это, прежде всего, углерод. Он попал в чугун из кокса во время плавки в домне. Это также сера и фосфор. Они были в железной руде и еще остались в небольшом количестве и в нашем металле.

В чугуне различных примесей больше, чем в стали. Этим и объясняется, между прочим, его хрупкость; сталь чище.

Для того чтобы превратить чугун в сталь, надо освободить его от излишка углерода и других примесей, вроде фосфора и серы. Чугун только тогда станет сталью и получит ее чудесную силу, когда переплавится в новой, уже сталеплавильной печи.

Древние кузнецы, когда впервые выплавили, по их мнению, негодный «свиной металл», никак не могли объяснить свою неудачу: ведь в маленькой домнице они получали отличную сталь, которой были довольны самые требовательные заказчики.

А произошло все это потому, что угля и железа стало в большой домнице куда больше, температура выше, чем в маленькой. Плавка стала продолжаться дольше. Уголь начал действовать на металл — щедро насыщать его углеродом. Долгое время кузнецам приходилось выжигать углерод из чугуна в особых горнах и таким сложным и медленным способом получать сталь.

Чугунную чушку они обычно со всех сторон обкладывали раскаленным углем. Подручный кузнеца приводил в действие мехи — и жидкий чугун обдувался сильным потоком ветра. Пламя разгоралось. На самом дне горна образовывался ком мягкого, ковкого металла. Теперь-то кузнец брался за молот и с силой ударял по железному кому, выбивая из него куски шлака.

Это был очень медленный способ. Многое ли мог сделать кузнец с его ручным молотом и маленьким горном?

Люди долгие годы бились над тем, чтобы найти новые, более совершенные способы получения стали из чугуна. Ведь спрос на сталь с каждым годом рос. Но для этого надо было построить печь, которая была бы куда жарче домны. Началась настоящая погоня за градусами — вернее, за новыми сотнями градусов тепла.

Строились самые различные сталеплавильные печи.

Одна из них существует и сейчас. Она называется по имени своего изобретателя — конвертером Бессемера. После того как в него наливают из ковша жидкий чугун, проходит всего около пятнадцати минут — за это время и суп на плите не успевает свариться, — а сталь готова.

Конвертер Бессемера. Показан его внешний вид. Плавка стали продолжается здесь всего около пятнадцати минут. За это время и суп на плите не поспеет.

Кроме того, Бессемер так устроил свой конвертер, что он автоматически наклоняется, и из него можно легко вылить сталь.

Но вот беда: оказывается, в таком конвертере можно варить сталь лишь немногих и притом низких сортов. Куда лучше электроплавильные печи, чудесное изобретение замечательного русского ученого — профессора Петрова. Профессор Петров разработал проект такой печи еще в начале XIX века. Электропечи, значительно усовершенствованные, с той поры широко используются во всем мире.

Сталь получается в этих печах самого высокого качества, очищенная от многих вредных примесей.

Внешний вид современной электропечи. Здесь выплавляется высококачественная сталь.

Однако и электрическую печь не везде можно применить: она требует очень много электроэнергии и в электропечах варят только высшие сорта стали.

Больше всего стали самых разных сортов дают промышленности существующие повсюду мартеновские печи.

Первые мартеновские печи были построены во второй половине XIX века. Они работают на газе или на жидком топливе — мазуте — отходе нефти, который остается после изготовления из нее бензина и керосина.

В мартеновском, как и в доменном, цехе многие тяжелые работы по завалке печей сейчас выполняют машины. Завалочная машина ловко, словно кастрюли ухватом, подхватывает короба с рудой, металлическим ломом, известняком и сует по очереди в печь. Она сама их опрокидывает и уже пустыми возвращает обратно.

Следит за работой мартеновской печи сталевар. Он здесь первый человек, как и мастер у домны.

Чтобы суметь изготовить отличную сталь, необходимы большие знания и опыт. Имена лучших сталеваров, как и имена лучших доменщиков, известны всей стране. Многие из них награждены орденами и медалями, удостоены Сталинской премии.

Внешний вид и чертеж внутреннего устройства мартеновской печи. По каналам 1, 2 подаются в печь нагретый воздух и газ.

Сталевар то и дело поглядывает в оконце мартеновской печи, следит за ходом плавки. Пламя там такое яркое, что невооруженным глазом и глядеть больно. Но к кепке сталевара прикреплены синие очки. Он смотрит через них и, словно в уменьшительные стекла бинокля, видит огненное море. На его поверхности то и дело вздымаются вверх какие-то фонтанчики.

Это кипит сталь. Непосвященному такая картина мало что скажет, а сталевар быстро определит по цвету пламени, по величине искры, как идет плавка стали, скоро ли поспеет металл.

Было время, когда и за ходом плавки в мартеновской печи наблюдали только вот так, поглядывая на пламя через синие очки.

Теперь сталевару, как и мастеру домны, следить за варкой стали помогает наука.

В мартеновском цеху.

В его распоряжении — установленные на мартене многочисленные контрольные приборы. Кроме того, сталевар постоянно связан с находящейся здесь же, в цехе, экспресс-лабораторией. Она называется так потому, что делает анализы стали с необыкновенной быстротой.

…Вот пришло время, и подручный сталевара длинной металлической ложкой зачерпывает в печи немного жидкой стали. Через минуту проба уже в лаборатории. А пройдет еще несколько минут — и лаборант скажет точно, сколько оказалось в стали углерода, серы, марганца, фосфора… Сталевар будет знать, как ему действовать дальше, какую температуру держать, чего добавить в печь.

Сталевару каждая минута дорога. Раньше плавка стали длилась по десяти часов и даже больше. А советские сталевары-скоростники успевают иногда выдать плавку за шесть часов: страна получает сотни тонн металла дополнительно.

…Лаборатория дала последний анализ. Его тут же заносят в плавильный журнал. Металл готов.

Диспетчер по радио дает команду сталевару выпустить сталь. Все приходит в движение.

С помощью мощных кранов к печи подали вместительные ковши. Отверстие для стока стали открыто.

Сталь устремилась по длинному желобу прямо в ковш, и весь цех словно осветился заревом.

Стоят наготове металлические формы — изложницы. Сюда пойдет из ковша жидкий металл.

Наступает горячая пора для рабочих, занятых разливкой стали. Медленно движется ковш над изложницами, наполняя их жидким металлом.

Медленно движется ковш над изложницами.

Ковш ушел, а над каждой изложницей еще долго горит пламя, словно факел.

Уже не один мощный, подобный зареву, отсвет, а десятки веселых огней освещают теперь цех. Пока сталь, разлитая по изложницам, еще не успела затвердеть, рабочий быстро вставляет в каждую изложницу небольшие металлические ушки. На них обозначен номер плавки и марка, или сорт, стали.

Номер плавки и марку стали можно будет увидеть и на стальной балке и на станине станка, которые будут изготовлены из этого металла.

Номер будет жить теперь со стальным изделием, станет как бы его вторым именем.

Если изделия из стали будут служить хорошо, заказчики поблагодарят сталеваров, сваривших отличную сталь, и попросят в следующий раз изготовить точно такую же. Если сталь окажется плохого качества, нетрудно будет установить, кто и где совершил ошибку, чтобы не повторить ее более.

Когда остынет сталь, ушки с номером плавки накрепко приварятся к каждому слитку. Кран вытащит слитки за эти самые ушки из изложниц и аккуратно уложит вдоль литейной канавы. Затем придет паровоз и отвезет слитки в прокатные цехи. Там-то и изготовят из стальных слитков листы кровельного железа, строительные балки, железнодорожные рельсы, проволоку и многие другие вещи.

Вот как это произойдет.