Николай Мезенин - Занимательно о железе

• Название: Занимательно о железе
• Автор: Николай Мезенин
• Издательство: Металлургия
• Жанр: Научпоп
• Год: 1985

Словом «железо» обозначают всю совокупность черных металлов, изделия из чугуна и стали. В сплавах на основе железа сочетаются прочность, пластичность, способность превращаться в изделия любой формы и противостоять ударным нагрузкам, работать при очень низких и довольно высоких температурах.

Книга рассказывает о том главном, чем связаны все металлургические профессии — о железе, металле, который добывают и обрабатывают металлурги многих специальностей. Человеку, выбирающему металлургическую профессию, надо знать больше об истории металла, о том, что связано с его производством, обработкой и использованием.

Читатель встретит в книге любопытные сведения о свойствах железа и его сплавов, узнает биографии железных вещей, познакомится со старинными легендами о железе, с некоторыми новейшими профессиями, с ролью железа в научно-технической революции, заглянет в будущее металлургии.

Книга рассчитана на широкий круг читателей.

---

Электросварные трубы малых и средних диаметров применяют в химической промышленности и машиностроении, станкостроении, авиации, радиотехнике, атомной энергетике в основном для транспортировки жидких и газообразных веществ в качестве конструкционных элементов. Трубы средних диаметров применяют как конструкционные элементы при изготовлении велосипедов, автомашин, различных сельскохозяйственных машин. Трубы больших диаметров (426–1620 миллиметров и более) используют главным образом для транспортировки газов и жидкостей.

Советские трубопрокатчики по праву гордятся своими техническими достижениями. Они создали и широко внедрили новые технологические процессы и станы винтовой прокатки для производства горячекатаных труб. На Днепропетровском трубопрокатном заводе им. Ленина впервые освоили сварку труб наиболее прогрессивным и производительным способом — токами радиочастоты. Впервые в мировой практике осуществили комплексную механизацию и автоматизацию сложной прокатной установки 140. Прокатку ведут оригинальные механизмы и электронные приборы, полностью исключены ручные операции. Освоено производство биметаллических труб новым способом термодиффузионной сварки. В цехах появились новые автоматизированные линии гидравлического испытания труб, ультразвукового контроля качества сварного шва и сортировки, автомат для увязки и клеймения.

В 1982 году был сдан в эксплуатацию новый трубоэлектросварочный цех на Выксунском металлургическом заводе. Впервые в мировой практике здесь не прокатывают, а собирают из отдельных колец-обечаек многослойные трубы. Каждая труба сваривается из семи частей, которые тоже не одинаковы. На торцах кольца однослойные, а пять внутренних обечаек свиты из нескольких слоев низколегированной листовой стали. В газопроводах из таких труб можно поднимать рабочее давление до 10–12 МПа и, следовательно, вдвое повышать производительность топливных артерий.

За разработку и промышленное внедрение технологии и комплекса машин для производства экономичных нефтегазопроводных труб ответственного назначения диаметром до 530 миллиметров коллективу ученых и производственников присуждена Государственная премия СССР 1983 года.

Кто-то образно заметил, что техника прошлого “ехала” на колесе, современная — на… трубе. И действительно, современной технике без труб не обойтись. За ними большое будущее

Стальной шарик

Сейчас в мире выпускают миллионы машин самых различных конструкций и трудно найти такую, в которой не было бы подшипников. Без подшипника не будет стремительного бега автомобиля, не взлетит самолет, будут неподвижны станки и машины. Появление шарикоподшипника явилось революцией в истории колеса.

Идею шарикоподшипника высказал в своих набросках еще Леонардо да Винчи. Первый патент получен в Англии в 1787 году. Однако начали изготовлять их в Германии в 1883 году на заводе Фишера во Франкфурте-на-Майне. Массовое применение шарикоподшипников началось с появлением велосипеда.

До революции шарикоподшипникового производства в нашей стране не было. Только в 1917 году в Москве появился небольшой завод известной шведской фирмы “СКФ”, который работал на шведской стали.

“Даешь советский подшипник!” — многим москвичам старшего поколения памятен этот призыв времен первой пятилетки. Тогда на одной из окраин столицы рождался индустриальный гигант — Первый Государственный подшипниковый завод (ГПЗ-1). За 12 месяцев на болотном пустыре выросли огромные корпуса завода. За 3–4 месяца было установлено свыше тысячи сложнейших станков и машин. За девять месяцев 1932 года выпустили около 1 миллиона подшипников. В 1933 году с пуском второй очереди завод произвел 5 миллионов подшипников. “На наших шариках вся советская индустрия крутится”, — слова рабочего ГПЗ-1 А. Власова верно говорят о значении и этого завода, и этой важной детали многих машин и механизмов.

На базе завода шведской фирмы “СКФ” был основан ГПЗ-2. В 70-е годы к нему сделали пристройку — под одной крышей громадного помещения площадью более 4 гектара собрали все цехи и участки. Здесь производятся шарики и ролики для многих отраслей машиностроения. Кстати, в шариковом цехе работают люди разных профессий: штамповщики, прокатчики, обкатчики шариков, термисты, шлифовщики грубой и тонкой шлифовки. Всю работу проверяет контролер ОТК.

В становление советской подшипниковой промышленности внесли свой вклад и советские металлурги. Они освоили производство отечественной шарикоподшипниковой стали. В мае 1930 года металлурги Златоуста получили от строящегося ГПЗ заказ на изготовление электростали 12 марок для шариков, роликов и колец. Сначала пришлось пригласить в качестве консультантов немецких специалистов.

С трудом осваивалось новое и сложное производство. Пришлось засесть за учебу — металлурги занимались в кружках, на курсах плавильщиков, в вечерних техникумах и вузах.

В 1931 году Златоустовский завод начал массовое производство советской шарикоподшипниковой стали. Советская металлургия освоила производство шарикоподшипниковой стали всех марок. Такая сталь у нас маркируется буквами ШХ (хромистая) и цифрами, показывающими среднее содержание хрома в десятых долях процента: ШХ6, ШХ9, ШХ15. При выплавке ее обращают особое внимание на чистоту металла, то есть на загрязненность неметаллическими включениями.

Многие годы занимался поисками более эффективной технологии выплавки шарикоподшипниковой стали профессор С.Г. Воинов. И только в 60-е годы он пришел к выводу, что шарикоподшипниковую сталь целесообразно обрабатывать синтетическими шлаками. Инженеры лаборатории рафинирования стали в ходе поисков установили, что наибольшее отрицательное влияние на величину контакта выносливости металла и долговечности качения подшипников оказывают силикатные и глобулярные включения. В связи с этим предложили новый способ производства шарикоподшипниковой стали.

По результатам исследования разработан и рекомендован для промышленности новый синтетический известково-глиноземный шлак с повышенным содержанием кремния. Для существенного снижения содержания неметаллических включений в стали ШХ15 и повышения рафинирующих свойств синтетического шлака рекомендована добавка 2,5–3% кальцинированной соды или эквивалентных количеств другого материала, содержащего окислы натрия или кальция.

Перед Великой Отечественной войной советская промышленность производила уже 45 миллионов подшипников. Советский Союз был единственным в Европе государством, которое во время второй мировой войны всю свою технику оснастило отечественными подшипниками. Теперь советские заводы производят около 1 миллиарда подшипников качения, экспортируют их в десятки стран мира. Заводы растут и совершенствуются. Во многих городах СССР появились предприятия, в названиях которых стоит все то же сокращение из трех букв “ГПЗ” с добавлением номера.

Предметом особой гордости коллектива ГПЗ-3 в Саратове стали сверхпрецизионные подшипники. Их точность в 5–8 раз превосходит уровень стандарта. Здесь впервые в нашей стране освоено производство так называемых глухих шарнирных подшипников, так нужных нашей промышленности. Саратовцы держат “монополию” в производстве таких изделий, как игольчатые подшипники со штампованными кольцами. Только на этом заводе делают и веретенные подшипники, предназначенные для текстильных машин.

Впервые саратовцы по своей инициативе ввели дополнительные нормы волнистости и гранности колец и шаров, которые ранее не учитывались. Как-то на заводе испытывали свой подшипник “46310 л”, а вместе с ним такие же подшипники четырех зарубежных фирм Италии, Японии, ФРГ, Швеции. Четыре года крутились они на стендах. Затем были получены сравнительные результаты. И что же? Иностранные фирмы остались далеко позади.

Серийный выпуск шарикоподшипников для зерновых комбайнов освоил Харьковский подшипниковый завод (ГПЗ-8). Более совершенная конструкция уплотнительных шайб надежно защищает узел от проникновения пыли. Расчетная долговечность новинок 20 тысяч часов, что в 8 раз выше, чем у обычных комбайновых подшипников.

Ведущим предприятием страны по выпуску крупногабаритных подшипников является Куйбышевский ГПЗ-9. Подшипники опор для 80-кубового шагающего экскаватора имеют диаметр наружного кольца 2300, внутреннего 1800 миллиметров, масса каждого ролика равна 14 килограммам, а подшипника в сборке 2372,5 килограмма.

Крупные подшипники нужны для непрерывной разливки стали. Кроме высокой температуры, им приходится выдерживать солидные механические нагрузки. Специалисты института проблем материаловедения АН УССР разработали в 1983 году новый спеченный подшипниковый материал на основе железа с добавкой фторида кальция. Использование его в подшипниках позволяет повысить ресурс работы роликов нулевых секций установок в 2 раза, сократить простои и стоимость ремонтных работ, исключить затраты на смазку и существенно упрощает конструкцию узлов трения. Спеченные подшипники уже действуют на машине непрерывного литья заготовок на Новолипецком металлургическом комбинате — только за год они сберегли более 175 тысяч рублей.