Рафаил Бахтамов - Властелин Окси-мира
Однако конструкторы новой домны были химиками. И рассуждали они по-своему. Горение в кислороде должно идти гораздо интенсивнее, чем в воздухе. Тепла будет больше, и нет надобности в дополнительном подогреве.
Горячий воздух (его температура достигает 600 – 800 градусов) подаётся от кауперов к печи по специально оборудованным трубопроводам. С холодным кислородом предосторожности не нужны. Простые металлические трубы, а местами (страшно сказать!) резиновые шланги – так «несолидно» была оснащена первая кислородная домна.
И вот день пуска. Вернее, три дня, потому что прошло трое бессонных суток, прежде чем печь дала металл.
Стояла редкая по этим местам, жара – термометр в тени показывал 35 градусов. У печи нечем было дышать. Каждые четверть часа все – учёные, инженеры, рабочие – прямо в одежде лезли под душ. Выходили мокрые, обсыхали у печи и снова бросались под душ.
С едой было, в общем, неважно. А тут, к пуску, привезли мороженое. Его ели в невероятных количествах – по 800 граммов. И удивительно – ни один человек не простудился.
Выпустили металл, сделали анализы. Чугун получился не очень качественный, но получился – это главное! И газовая смесь (о которой за доменными делами стали забывать) имела подходящий состав. Во всяком случае, после обработки её можно было использовать при синтезе.
Впрочем, в тот момент о деталях не думали. Хотелось скорее добраться до кровати и лечь. Даже есть не хотелось, хотя питались урывками, всухомятку. Но по дороге, не сговариваясь, все вместе свернули к почте и дали телеграмму Орджоникидзе. Нарком был первым, кто узнал об успешном пуске первой в мире доменной печи на кислородном дутьё.
Трудности обнаружились скоро, буквально на следующий день. Печь вырабатывала много окиси углерода (CO). Вообще говоря, это достоинство. Окись углерода – горючий газ. Окисляясь до двуокиси (углекислого газа), она выделяет энергию.
Но в данном случае нужна была не окись углерода, а водород. Получить его, имея CO, просто: CO + H2O = CO2 + H2. Собственно, на этот процесс (его называют конверсией) и рассчитывали химики, когда решили, что печь дала нужную газовую смесь, хотя чистого водорода там почти не было.
Однако на практике реакция между CO и H2O идёт лишь при избытке паров воды. Профессор Юшкевич – отличный химик, относящийся, однако, к кислородной домне без большого энтузиазма, – произвёл расчёт. Получилось, что расход пара на конверсию будет чрезвычайно велик, а это связано со многими неудобствами.
Перспективы потускнели. Над работой нависла угроза гибели. Между тем сообщения об успешном испытании попали в газеты. Из управлений требовали подробных объяснительных записок. Редакции советских и иностранных журналов хотели получить обстоятельные статьи.
В этот критический момент инженер Иосиф Галынкер выдвинул смелую идею. Он предложил вести конверсию прямо в печи, то есть вдувать водяной пар непосредственно в домну! От этой идеи металлурги пришли бы в ужас. Но химики… просто побежали пробовать. Был быстро подан пар, и результаты оказались отличными.
Угроза катастрофы миновала. Через несколько дней Чекин и Семёнов должны были делать доклад на Коллегии Наркомтяжпрома. И вдруг телеграмма с комбината – на установке взрыв!
Дурные вести шагают быстро. Скоро о взрыве знали все. Металлурги даже не считали нужным злословить – всё и так было ясно. Взрыв не мог не произойти, и он произошёл.
Весь Институт азота собрался на комбинате. Началось расследование. Серьёзное, по всем правилам: с опросом свидетелей, осмотром вещественных доказательств. Взрыв был страшен. С компрессора сорвало тяжёлую чугунную крышку. Крышка проломила кирпичную стену, срезала телеграфный столб и, самое худшее, убила человека.
Но осмотр предохранительного клапана показал, что он покорёжен не от домны к компрессору (как было бы, если бы взрыв произошёл в домне), а от компрессора к домне. Постепенно стали ясны и другие обстоятельства. Кто-то в парокотельной перекрыл пар, компрессор остановился, и газы пошли назад. Окись углерода попала в компрессор, смешалась с кислородом, произошёл взрыв. Домна была тут ни при чём…
Доклад состоялся и прошёл с успехом. Коллегия Наркомтяжпрома одобрила результаты работ и приняла решение строить настоящую, промышленную домну на Днепропетровском заводе.
Печь эта должна была решить крайне важную для страны проблему – производство тугоплавких сортов чугуна, содержащих ценные примеси (ферросилиций, феррохром, ферромарганец).
Обычно их получают в электрических печах, потому что домна не в состоянии дать достаточно тепла. Но теперь в распоряжении металлургов был кислород, а значит, и высокая температура.
Печь строили долго. Сказывались и общие трудности 30-х годов, и непреодолённое до конца недоверие металлургов, и отсутствие опыта в сооружении мощных кислородных установок.
Но работа уже вышла из стен института и пошла шагать по свету, обрастая по пути друзьями и недругами, равнодушными и энтузиастами. На V Менделеевском съезде в Харькове доклад встретили аплодисментами. В 1935 году на Международном конгрессе промышленной химии в Брюсселе представителю Института азота Иосифу Галынкеру было задано множество вопросов. За границей сразу почувствовали, что с небольшой печи Чернореченского комбината начался новый этап в развитии металлургии. Директор Макеевки Гвахария, договорившись с Орджоникидзе, решил перевести на кислород доменную печь объёмом 800 кубометров…
Наконец, уже в 1940 году была пущена домна в Днепропетровске. Результаты превзошли ожидания – печь сразу же стала выдавать чугун самых тугоплавких марок. Началась война. Немцы подошли к Днепропетровску. Домну пришлось взорвать.
А работы уже шли широким фронтом. Ещё в 1933 году харьковский инженер Николай Илларионович Мозговой предложил использовать кислород в мартеновских печах и конверторах при выплавке стали. Предложение отвергли – всё та же боязнь «взрыва». Однако Мозговой продолжает борьбу. Опыты в Киеве на заводе «Большевик», на московском «Серпе и молоте», в Азовстали, в Запорожстали… В канун 1958 года на Криворожском заводе начал работать крупнейший в мире конверторный цех с чистым кислородным дутьём.
В середине 30-х годов было создано Кислородное бюро, которое направляло и координировало исследования по использованию кислорода в различных отраслях промышленности. Начались работы по применению кислорода в цветной металлургии, при производстве цемента, бумаги…
Не было лишь одного – кислорода. Старые установки Линде – громоздкие и медлительные – не удовлетворяли непрерывно растущий спрос.
Замечательное изобретение академика Капицы – турбодетандер – решило эту проблему. Уже в первые послевоенные годы промышленность освоила выпуск новых машин – высокопроизводительных, портативных, удобных. Создание мощной (самой мощной в Европе) кислородной «базы» имело колоссальное значение для страны, для всех отраслей народного хозяйства…
СПОР ПРОДОЛЖАЕТСЯ
И снова – библиотека. Те же книги по металлургии, напечатанные на плохой бумаге (такие книги почему-то редко печатают на хорошей). Академик уехал, тепло попрощавшись и не сделав никаких предложений. Со Смолиным они, правда, о чём-то договорились. Но Смолин молчит. Скафандр по новым чертежам ещё не готов. Вот мы и сидим в библиотеке.
Не стану уверять, что после рассказа приезжего книги сразу показались нам верхом занимательности. Так, по-моему, и не бывает. Для меня книга становится интересной, когда есть идея. Читаешь, допустим, учебник химии и поражаешься: ну зачем столько писать об алюминии. Потом приходит мысль создать новый термит. Хватаешься за ту же книгу и не можешь понять: куда девались подробные описания? Каких-то несколько строчек, и всё. Неужели о таком важном металле, как алюминий, нельзя рассказать серьёзно и обстоятельно…
На этот раз собственных идей у нас не было. Поэтому страстного, до зуда в пальцах, интереса к металлургии мы не испытывали. И всё-таки книги читались теперь другими глазами. За способами и конструкциями мы видели людей. И ощущали то, что великий Эйнштейн увидел в физике: «Это драма. Драма идей!»
Производительность заводов и установок металлургической, химической, топливной промышленности определяется скоростью химических реакций. Скорость же тем больше, чем выше концентрация веществ, участвующих в реакции. Воздух беден кислородом. Поэтому и процессы окисления идут сравнительно медленно.
Скорость зависит и от температуры. Чем выше температура, тем больше скорость.
Замена воздуха кислородом решает сразу обе задачи. Чистый кислород почти впятеро богаче «самим собой», нежели воздух. И применение его в большинстве случаев – простейший способ повысить температуру…
Что даёт, например, кислород в доменном производстве? Обычно на каждую тонну выплавленного чугуна нужно подать в печь 2830 кубических метров воздуха (около 4 тонн!). Это количество надо перемещать, сжимать, нагревать. И всё затем, чтобы полезно использовать лишь его пятую часть. Применение кислорода резко уменьшает размеры всего воздушного хозяйства: компрессоров, труб, нагревателей.
