Переплавка чугунной стружки

В статье журнала "Техника - молодежи" рассказывается о способе переплавки чугунной стружки в вагранке.

Мы находились в вагоне поезда, на пути из столицы в Краснодар. Мой сосед, большелобый, скуластый, худой и, видимо, очень сердитый на кого-то, весь вечер упорно молчал. Не удалось его расшевелить и на следующее утро. Он отказался наотрез участвовать в шахмат ном матче на звание чемпиона вагона, очень поздно, и нехотя завтракал, подходя к окну, провожал грустным взглядом встречные грузовые поезда. При этом он произнес однажды с явной досадой:
- Все возят...
- Что вы имеете в виду? — полюбопытствовал я.
- А вот, полюбуйтесь, дрейфующие холмы, чугунные хребты на колесах...

Большинство встречных поездов имело в своем составе, помимо крытых вагонов, гондол, нефтеналивных цистерн, обязательно по нескольку платформ с металлической стружкой. Рыжая, бурая, с густым налетом ржавчины или свежая, словно только сошедшая со станка, очень светлая стружка разной формы и величины, наваленная грудами, возвышалась над платформами. Пожалуй, она действительно напоминала обнаженные, без растительности холмы, какие бывают на рудничных дворах.

- Везут хлеб насущный для доменных печей, — сказал я, не разделяя странного раздражения моего соседа. Он загадочно и, как мне показалось, лукаво улыбнулся.
- Вы, часом, не литератор? — спросил он.
- А что?
- Можно бы вместо «хлеб насущный» и прочее обойтись одним словом...
- Каким?
- Стружка...

Через некоторое время мы все-таки разговорились. Я узнал, что хмурого пассажира зовут Роман Миних, что он литейщик и что его профессию можно считать его родовым делом.

«Не заготовитель утиля, даже не станочник и не металлург, а литейщик. Что общего у него со стружкой? Чем она его прогневила?» — с этими мыслями я сошел в Краснодаре с поезда, тотчас потеряв из виду соседей по вагону.

Несколькими днями позже совершенно случайно на заводе «Октябрь» я снова встретился с Минихом. Он по вел меня в свой цех.

Взглянув на вагранки, я невольно вспомнил разговор о стружке. Постепенно все открылось: и то, почему Миних выразил недовольство «холмами на колесах», и его прямая заинтересованность в максимальном сокращении «дрейфа» стружки от сотен металлообрабатывающих заводов к доменным печам, а потом в виде чугунных чушек — обратно на те же заводы...

Краснодарский край — южная сторона, солнечная, отрадная. Но все же Кавказ иногда напоминает местным жителям, что он не зря именуется «Северным». Иногда зимой с гор неожиданно дуют резкие ветры и толстый слой снега покрывает землю.

Несколько лет назад, в одну из таких лютых зим, когда возникли перебои с подачей сырья, Роман Миних, молодой начальник литейного цеха, оказался перед реальной угрозой нехватки металлического лома для вагранок. Если они погаснут, остановится завод. А этого допустить нельзя. Литейщики перешли на самый скудный паек. Собрали чугунный лом изо всех закоулков цехов, складских помещений, со двора.

Но всего этого было мало. И у Миниха возникла мысль воспользоваться стружкой, которая потоком течет из механического цеха.

Но можно ли ею загружать вагранку? Каким способом? В каких пропорциях? Не повредит ли это агрегату? Не ухудшит ли качество металла? Ведь завод изготовляет ответственные и сложные детали — головки блока тракторного двигателя. Они сложны по конструкции, имеют резкие переходы сечений. Их не выпускают с территории предприятия без серьезнейшего гидравлического испытания под давлением в шесть атмосфер.

Прежде чем искать ответа на все технические вопросы, молодой начальник цеха ре шил выяснить у главного инженера: не пробовал ли кто-нибудь раньше воспользоваться стружкой?

- Батенька, — учтиво улыбаясь, сказал главный инженер, — вы как будто вчера по явились на свет... Десятки лет ее стараются переплавлять в вагранках. Давно имеется много способов и методов. Только успокойтесь, голубчик, общепризнанно, что самое верное и выгодное — сдавать стружку Главвторчермету по цене 54 рубля за тонну.
- А лом покупаем?
- По 144 рубля. Цена государственная!
- И деньги государственные, — ответил Миних. — Экономия нам бы не помешала...

Из кабинета главного инженера Миних направился в техническую библиотеку и попросил подобрать ему соответствующую литературу. Из нее открылось очень многое. Прежде всего задача, которую он пытался решить для своего цеха, учитывая временные затруднения с подвозом металла, оказалась гораздо более значительной и важной, чем он даже предполагал. Ведь металлообрабатывающие заводы Советского Союза, изготовляя детали из черных металлов, превращают ежегодно в стружку миллионы тонн стали и чугуна.

А сколько мороки с этой стружкой после того, как она сошла со станка! Её собирают и выносят на заводской склад. Отсюда на машинах ее увозят на сборные пункты Главвторчермета. Потом она путешествует на железнодорожную станцию. Здесь ее перегружают с автомашин на платформы, затем отправляют в дальний путь на переплавку в доменных печах. Пока стружку собирают, переносят, грузят, возят, пропадает много металла.

Если бы все производственные отходы переплавлялись на месте, а не увозились к доменным печам, можно было бы значительно разгрузить транспорт, резко удешевить стоимость металла и, главное, дополнительно получить его в количестве, равном производительности крупного металлургического комбината.

Однако долголетний опыт как будто подтверждал, что это невозможно. Во всяком случае, добавлять стружку прямо в шихту вагранки нельзя. Стружка не терпит длительного контакта с печными газами. Огромная по отношению к весу поверхность стружки и температурные условия вагранки обязательно приводят к угару металла и пригару серы. Металл получится с большим содержанием серы. Угар превышает 30 процентов.

Как же избежать этих пагубных реакций?

Книги давали ответ и на этот вопрос. Надо доставлять стружку непосредственно в зону плавления, минуя общую дорогу шихты — сверху вниз, от колошника до самого пекла, где уже нагретый металл окончательно расплавляется, становится жидким.

Но разве стружка может сразу «нырнуть» вниз? Ведь вагранка никогда не пустует, она всегда битком заполнена шихтой. И эта шихта очень медленно ползет вниз, в зону плавления.

А что если стружку хоть на время «скрыть» от окружающей среды? Изобретатели предложили закупоривать стружку в железные коробки.

Но, позвольте, разве выгодно «консервировать» стружку, крошить ее, заполнять этой крошкой железные ящики и забрасывать их вместе с ломом в вагранку? Ведь дешевая, почти даровая стружка при этом стремительно дорожает!

Был предложен и другой способ — подводить стружку по железной трубе, установленной в центре вагранки и опирающейся на холостую коксовую колошу. Эта труба по мере оплавления ее конца непрерывно опускается вместе со стружкой. Опускающаяся труба наращивается следующей трубой и вновь заполняется стружкой. Но это тоже было слишком дорого.

Это предложение упразднило ящики, но все равно надо было покупать трубы.

- Ладно, обойдемся совсем без коробов и труб, — сказали инженеры. — Превратим стружку в кусок металла спрессуем ее в брикет.

Но экономисты опять запротестовали. Ведь чтобы спрессовать стружку, нужны мощные прессы, дополни тельная рабочая сила, производственные площади, лишняя затрата энергии. Зачем все это, когда проще сдать стружку заготовителям и получить за нее деньги!

Много раз возвращался Миних к нерешенной за даче. Он уже не мог отступить перед трудностями. Ведь он коммунист. А речь идет об экономии годовой продукции целого металлургического комбината!

И, конечно, незачем решать подобную задачу в одиночку, надеяться только на свои собственные силы. Надо найти единомышленников.

Их не пришлось долго искать. Технолог Михаил Гаврилович Бездольный и конструктор Иван Данилович Курячий охотно согласились работать вместе с Минихом. Воспользовавшись текущим ремонтом одной из вагранок, друзья раньше всего определили в плавильном поясе место, которое может считаться самым горячим. В этом месте больше всего выгорела огнеупорная кладка вагранки.

- Может, проделаем в этом месте отверстие, вставим трубу и будем прямо сюда подавать стружку? — предложил Роман Миних.

Директор завода безоговорочно дал согласие на ведение экспериментов.

- Если будет нужно, добьемся средств для постройки экспериментальной вагранки, — сказал он. — Решить проблему стружки надо раз и навсегда!

Изобретатели сконструировали несложный аппарат, похожий на обычную мясорубку, но без ножей, а лишь с одним винтом — шнеком.

Стружку в него засыпали через приемную воронку, расположенную на шихтовой площадке вагранки. По вертикальной трубе она самотеком попадает к шнековому питателю. Шнек захватывает ее и уносит с собой, чтобы вытолкнуть потом в плавильную зону. Процесс этот идет непрерывно. Слой стружки, находящийся в непосредственной близости от выхода в шахту вагранки, под действием раскаленного кокса частично спекается, в таком виде смешивается с основной шихтой и плавится.

Прошло больше года, прежде чем разработанная в деталях конструкция показала свою работоспособность. Ряд опытных плавок убедил авторов аппарата, что стружка, добавленная в шихту в значительном количестве — до 7-8%, не ухудшает, а, наоборот, даже улучшает качество металла.

Экономичность предложенного авторами приспособления безусловна. Весь аппарат обходится примерно в 5 тыс. рублей, а сберегает предприятию сотни тысяч.

«Октябрю», где родилось изобретение и впервые было пущено в ход, оно принесло уже больше миллиона сэкономленных денег, избавило литейный цех от возможных перебоев с поступлением лома для шихты. Рациональность метода подтвердил и опыт других заводов. Так, Уральский автомобильный завод, применив этот аппарат, получил за год экономию в полмиллиона рублей.

Почему же Роман Миних по пути из Москвы в Краснодар с такой печалью провожал каждую железнодорожную платформу со стружкой? Чем он был рассержен? Какие у него основания к недовольству?

Оказывается, оснований много. Прежде всего распространение каждого изобретения практически ведется сейчас... самими изобретателями. Единого всесоюзного органа, который ведал бы делами изобретателей, не существует. Это приводит к тому, что над одними и теми же усовершенствованиями работают на заводах разных министерств и подчас ценнейшие изобретения остаются достоянием одного ведомства, не получают достаточного распространения.

Некоторые руководители заводов всячески уклоняются от нововведений, не хотят утруждать себя лишними хлопотами, боятся риска. Этим и объясняется такой порази тельный факт, что до сих пор приспособление Миниха, Бездольного и Курячего практически используется только в двадцати местах, хотя имеется больше ста предприятий с такими же вагранками, как у «Октября».

Несколько лет наши изобретатели являются обладателями авторского свидетельства. Много сил они потратили на внедрение своего открытия. Но даже за ту экономию, которая уже получена, Миниху и его друзьям Министерство автомобильной и тракторной промышленности не спешило выплатить полагающуюся по закону премию. Больше чем полтора года она «высчитывалась» в министерстве.

А кто «высчитает» те огромные убытки, которые при носит нашему народному хозяйству нерадивое отношение к изобретательству? Долго ли еще будут зря возить стружку?

Л. ДАВЫДОВ, Рис. С. НАУМОВА и Ф. ЗАВАЛОВА
Журнал "ТЕХНИКА - МОЛОДЕЖИ" №4, 1955 год

Получаемые из доменных цехов металлургических заводов чушки расплавляются в месте с ломом в вагранках. Вагранка — это вертикальная шахтная цилиндрическая печь. Стенки ее состоят из стального кожуха (1) и огнеупорной кладки (2). Шихта (3) (чушки, лом, флюс — известняк) и топливо (4) (кокс) поступают в вагранку через загрузочное окно (5). Через воздушные фурмы (6) в вагранку подается дутье — воздух, необходимый для сжигания кокса . В последние годы для интенсификации процесса плавки дутье нередко обогащают кислородом. Воздух распределяется по фурмам при помощи воздушной коробки (7). Когда вагранку разжигают в первый раз, ее несколько выше уровня фурм заполняют коксом. Этот слой называют холостой коксовой колошей. На холостую коксовую колошу затем загружают слоями шихту и кокс. Расплавленный чугун выпускают из вагранки по желобу (8) в ковш (9). Для подачи стружки в самое горячее место вагранки ее загружают в приемную воронку (10), из которой по трубе (11) она поступает в шнековый питатель (12). Шнек проталкивает поступающую из приемной воронки стружку в вагранку. Он приводится во вращательное движение электродвигателем (13) через редуктор (14) и цепную передачу (15).