Большая Советская Энциклопедия


Поисковый запрос:

1945 Металлургическая наука, техника и технология

Русские учёные внесли большой вклад в науку о металлах, в развитие техники и технологии их произ-ва. В 1763 М. В. Ломоносов опубликовал «Первые основания металлургии, или рудных дел», в к-рых рассмотрел ряд проблем, связанных с добычей руд и получением металлов. В 60-х гг. И. И. Ползунов построил первую доменную воздуходувку, приводимую в движение силой пара. В. В. Петров, открывший в 1802 явление электрической дуги, указал на возможность её применения для электроплавки и восстановления металлов из окислов. Труды П. Г. Соболевского по получению ковкой платины и изготовлению из неё изделий (1826) положили начало порошковой металлургии. П. П. Аносов разработал новые способы выплавки стали высокого качества, положил начало металлургии легированных сталей, впервые применил микроскоп для исследования структуры металла (1831). Классические работы Д. К. Чернова в области кристаллизации стального слитка, фазовых превращений в стали, строения металлов и сплавов послужили фундаментом для создания совр. металловедения и термич. обработки металлов. Наследие Чернова творчески развивали А. А. Байков, А. А. Ржешотарский, Н. С. Курнаков и др. Крупный вклад в теорию и практику доменного процесса внесли М. А. Павлов и М. К. Курако. Одну из первых в Европе мартеновских печей построил в 1870 А. А. Износков; Д. К. Чернов (1872) и К. П. Поленов (1875 - 76) предложили т. н. русское бессемерование - разновидность бессемеровского процесса, обеспечивающую переработку малокремнистых чугунов. Братья А. М. и Ю. М. Горяиновы разработали и внедрили технологию мартеновской плавки на жидком чугуне (1894). На основе науч. трудов, открытий и изобретений рус. учёных, инженеров и практиков-металлургов развивалась металлургич. пром-сть, улучшались конструкции агрегатов, совершенствовались технологич. процессы. Однако создать мощную металлургию в условиях дореволюц. России не представлялось возможным.

Окт. революция 1917 дала мощный толчок развитию производит, сил, в т. ч. металлургии. Восстановление и развитие чёрной и цветной металлургии на базе электрификации явилось одной из осн. задач плана ГОЭЛРО. В годы 1-й пятилетки (1929 - 32) было развёрнуто стр-во крупных металлургич. предприятий, а также з-дов тяжёлого машиностроения, выпускающих оборудование и машины для металлургич. пром-сти.

До 1917 в стране не существовало металлургич. н.-и. ин-тов. На ряде з-дов (Путиловском, Обуховском и др.) и на кафедрах горно-металлургич. вузов имелись небольшие н.-и. лаборатории. За годы Сов. власти созданы науч. центры - Ин-т металлургии им. А. А. Байкова АН СССР, Центр. НИИ чёрной металлургии им. И. П. Бардина (ЦНИИчер-мет), Укр. НИИ металлов (Харьков), Укр. НИИ спец. сталей, сплавов и ферросплавов (Запорожье), Ин-т чёрной металлургии (Днепропетровск), Донецкий НИИ чёрной металлургии, Н.-и. и проектный ин-т металлургии и обогащения АН Казах. ССР, Гос. н.-и. и проектный ин-т редкометаллич. пром-сти (Гиредмет), Гос. н.-и. ин-т цветных металлов (Гинцветмет), Ин-т металлургии и Ин-т физики металлов Уральского науч. центра АН СССР и мн. др. Науч. кадрами высокой квалификации располагают и металлургич. вузы страны. Работы сов. учёных в значит, мере определили и определяют научно-технич. прогресс в области металлургии. Исследованы физико-химич. основы металлургич. процессов и на этой базе разработаны способы интенсификации металлургич. произ-ва, усовершенствованы технологич. процессы и созданы новые.

Существенно расширилась металлургич. база страны. Наряду с Югом, Уралом и Центром страны металлургич. з-ды создавались в Зап. и Вост. Сибири, в Казахстане, Узбекистане, Грузии, Азербайджане и на Д. Востоке. В крупную базу по произ-ву металла превратились районы Севера и Северо-Запада. Большую роль в реконструкции и стр-ве предприятий металлургии сыграл Гос. ин-т по проектированию металлургич. заводов (Гипромез), осн. в Ленинграде в 1926. В 1930 ин-т создал проект типовой доменной печи объёмом 930-1000 м3. С 1936 по проекту Гипромеза строились уникальные по тому времени доменные печи объёмом 1300 м3, а затем 2000 м3. В нач. 70-х гг. объёмы сов. доменных печей возросли до 2700 - 3200 м3, а в 1974 на Криворожском металлургич. з-де им. В. И. Ленина вступила в строй самая мощная в мире доменная печь объёмом 5000 м3. СССР располагает крупнейшими в мире мартеновскими печами ёмкостью до 600 т и двухванными печами той же мощности, кислородными конвертерами ёмкостью 300 - 350 т, электропечами ёмкостью 100 и 200 т. На ряде заводов действуют станы горячей прокатки производительностью до 4 и более млн. т проката в год.

Научно-технич. прогресс характерен для всех стадий металлургич. произ-ва - от подготовки исходных материалов до выпуска готовой продукции. В важнейших горнорудных бассейнах построены обогатит, фабрики. Технич. прогресс в обогащении руд характеризуется улучшением применяемых технологич. схем и методов, совершенствованием оборудования, увеличением глубины обогащения, обусловленным повышенными требованиями совр. металлургии к сырым материалам, а также вовлечением в эксплуатацию всё более бедных труднообогатимых руд. Разработаны и внедрены в пром-сть технологич. схемы, обеспечивающие комплексное использование сырья, в т. ч. полиметаллич. руд. Ещё в годы довоен. пятилеток и особенно после войны получило развитие агломерац. произ-во. Построены крупнейшие в мире агломерац. ф-ки. В 60-х гг. освоено произ-во офлюсованных окатышей из тонкоизмельчённого железорудного концентрата.

За годы Сов. власти возникла и развилась коксохимич. пром-сть, освоена прогрессивная технология коксования. Коксохимич. произ-вр развивается в направлении стр-ва всё более мощных коксовых батарей с печами большой ёмкости, внедрения бездымной загрузки шихты и сухого тушения кокса, механизации и автоматизации обслуживания коксовых печей, совершенствования процессов улавливания и переработки хим. продуктов коксования, ассортимент к-рых включает (70-е гг.) св. 200 наименований. Наряду с коксовыми печами объёмом 30 м3 и высотой 5 - 6 м сооружаются печи объёмом более 40 м3 и высотой 7 м. Годовая производительность коксовой батареи из 65 таких печей превышает 1 млн. т кокса.

Индустриализация страны, быстрое развитие чёрной металлургии и др. отраслей нар. х-ва обусловили форсиров. наращивание мощностей по произ-ву огнеупоров. В дореволюц. России произ-во огнеупоров носило полукустарный характер. Многие виды огнеупорных изделий (напр., для доменных и коксовых печей) импортировались. К кон. 30-х гг. нужды страны почти полностью обеспечивались отечеств, огнеупорами. В годы Великой Отечеств, войны 1941 - 45 ок. половины предприятий огнеупорной пром-сти были разрушены. Их восстановление сопровождалось технич. перевооружением, особенно усилившимся в 60 - 70-х гг. Благодаря науч. исследованиям, проводимым учёными совм. с работниками огнеупорной пром-сти, повысилось качество изделий, увеличился их ассортимент, освоено произ-во ряда новых огнеупоров (смолосвязанных для кислородных конвертеров, плотных каолиновых лля шахт доменных печей, высокоглинозёмистых, высокоплотных динасовых, периклазо-шпинелидных, изделий для установок вакуумирования, непрерывной разливки стали и до.), расширилась сырьевая база.

Решающим звеном в интенсификации доменного произ-ва явилось применение кислорода и природного газа. Опытные плавки с использованием дутья, обогащённого кислородом, были начаты в СССР на Чернореченском хим. з-де в 30-е гг. В 1940 - 41 опыты были продолжены на доменной печи Днепропетровского з-да металлургич. оборудования. В более широких масштабах доменный процесс на кислородном дутье исследовался ка опытной печи Новотульского э-да в 1948- 53. В 1957 на з-де им. Петровского (Днепропетровск) впервые в мире был применён природный газ, что позволило значительно снизить расход кокса. Год спустя по этой технологии работало уже 12 доменных печей. В сочетании с дутьём, обогащённым кислородом, применение природного газа обеспечивает стабильность работы доменной печи и улучшение технико-экономич. показателей плавки. Уже в нач. 70-х гг. св. 80% чугуна выплавлялось в СССР с применением природного газа и ок. 60% - с использованием кислорода. Большой эффект для роста производительности доменных печей даёт повышение давления газов на колошнике и темп-ры дутья до 1200 С.

В сталеплавильном произ-ве, как и в доменном, важное средство интенсификации технологии, процесса - использование кислорода и природного газа. Первые опыты применения обогащённого кислородом дутья в мартеновской печи были проведены ещё до войны на моск, з-де «Серп и молот» и горьковском з-де «Красное Сормово». С 1948 эти исследования в более широких масштабах осуществлялись на з-дах «Серп и молот», «3агюрожсталь», «Азовсталь» и др. Дальнейшие эксперименты, выполненные ЦНИИчерметом совм. с з-дом «Запорожсталь», показали, что при обогащении дутья мартеновской печи кислородом примерно до 30% и продувке кислородом в период кипения производительность печи может быть повышена на 40 - 50% с одноврем. снижением удельного расхода топлива на 30 - 40% . К кон. 70-х гг. до 80% мартеновской стали будет выплавлено с обогащением дутья кислородом. При использовании в качестве топлива высококалорийного природного газа упрощается конструкция мартеновской печи, облегчаются регулирование и автоматизация теплового процесса. В кон. 60-х - нач. 70-х гг. на ряде заводов на базе мартеновских печей созданы высокопроизводительные двухванные печи.

Начиная с сер. 50-х гг. непрерывно расширяется произ-во стали в кислородных конвертерах. Н. -и. работы по использованию кислорода в конвертерных процессах в широких масштабах были осуществлены ещё в 40-х гг. под рук. И. П. Бардина. В 1956 на з-де им. Петровского был пущен первый в СССР кислородно-конвертерный цех. Применение конвертеров на кислородном дутье обеспечивает высокое качество выплавляемой стали и по сравнению с мартеновским произ-вом экономит капиталовложения на 20 - 25%, повышает производительность труда на 25-30% и снижает себестоимость металла на 2 - 4%.

Большие успехи были достигнуты в электросталеплавильном производстве. Создание в СССР авиационной, автомобильной и др. новых отраслей пром-сти обусловило высокие темпы развития электрометаллургии. Уже в 1935 СССР по выплавке электростали вышел на 1-е место в Европе. В нач. 70-х гг. в СССР работали сотни дуговых печей, в т. ч. 13 ёмкостью 100 и 200 т. Важное направление научно-технического прогресса - увеличение удельной мощности электропечей, в связи с чем заметно повысилась мощность печных трансформаторов. Разработано много науч. и технич. усовершенствований, обеспечивающих интенсификацию электрометаллургич. произ-ва и повышение качества выплавляемого металла: электромагнитное перемешивание металла в ванне печи, автоматич. регулирование положения электродов, совмещение процессов расплавления шихты и окисления примесей, применение кислорода для ускорения процесса плавки и частичного обезуглероживания металла, обработка стали в ковше синтетич. шлаками, аргоно-кислородная продувка металла в ковше и др.

Большое внимание уделяется проблеме рафинирования расплавл. стали после выпуска её из печи. Ещё в 1940-41 под рук. А. М. Самарина были разработаны принципы дегазации металла в ковше под вакуумом. В дальнейшем внепечная вакуумная обработка расплавл. металлов прочно вошла в практику металлургич. и маш.-строит, з-дов, позволяя в 2- 3 раза уменьшить содержание водорода, кислорода, азота и неметаллич. включений в слитках, идущих для произ-ва изделий ответств. назначения.

Развитие науки и техники позволило в 60-х гг. использовать в электрометаллургии новые процессы - плавку стали и сплавов в высокочастотных индукц. печах, дуговую и индукц. плавку в условиях вакуума, электрошлаковый переплав (разработанный в СССР учёными Ин-та электросварки им. Е. О. Патона), а также комбиниров. процессы. Разработаны и внедрены в пром-сть прогрессивные способы получения высококачеств. сталей и спец. сплавов - переплав в электроннолучевых и плазменнодуговых печах. Металл, полученный этими способами, характеризуется высокой однородностью, низким содержанием серы и неметаллич. включений, что повышает срок службы и степень надёжности изготовленных из него изделий.

Всё шире применяется процесс непрерывной разливки стали, имеющий очевидные преимущества перед разливкой в изложницы; разработка этого процесса осуществлялась в 40-х гг. под рук. И. П. Бардина. Получает распространение совмещение процессов непрерывного литья и прокатки. Наряду с совершенствованием доменного процесса ведутся работы по созданию и внедрению пром. способов прямого получения железа. Большое значение для развития чёрной металлургии имеет проводимая в СССР разработка непрерывных металлургич. процессов и агрегатов для их осуществления.

Заметных достижений добилась ферросплавная пром-сть, созданная за годы Сов. власти. Сооружён ряд з-дов, постоянно расширяется сортамент выпускаемой продукции, совершенствуется технология произ-ва ферросплавов, улучшается их качество. Разработаны и построены закрытые дуговые печи, внедрено различное вспомогат. оборудование. В результате усовершенствования технологич. процессов, их интенсификации снизился удельный расход электроэнергии при выплавке различных сплавов, улучшилось использование установл. мощности. Значит, работы проведены на ферросплавных заводах по механизации трудоёмких процессов. Механизирована загрузка шихты в печи, на ряде заводов установлены разливочные машины ленточного типа.

Подробнее...


Искать: « РАЗВИТИЕ НАУК в сссрПОСЛЕ 1945 » во всех доступных словарях и справочниках
Большая Советская Энциклопедия
Copyright © 2019    ·    О проекте: «Рефераты, Энциклопедии, Словари On-Line»    ·