Металлургия – это не только мастерство...

    Владимир Андреевич Паршин - академик Международной академии информационных процессов и технологий, лауреат Государственной премии России, директор НТМК в 1975-1979 гг. Под его руководством запатентован "Способ двойного легирования и нанофазного модифицирования стали атомарным азотом". Работу по использованию атомарного азота в металлургии Владимир Андреевич ведёт с 1986 года. Её результатами стали успешные эксперименты по легированию стали атомарным азотом, которые прошли на крупнейших металлургических предприятиях страны, и Государственная премия России, полученная учеными и производственниками НТМК в 1997 году. Именно на НТМК в 1993 году, впервые в промышленном масштабе, была использована технология производства стали с использованием атомарного азота.

    С января 1986 года В.А. Паршин работал начальником технологического отдела Технического управления Министерства черной металлургии СССР. Именно тогда в связи с принятием XXVI съездом Коммунистической партии Советского Союза (КПСС) программы ускоренного развития страны для всех отраслей промышленности разрабатывались научно-технические директивные программы, обязательные к исполнению. Для металлургической и машиностроительной отраслей были поставлены задачи: снизить вес металлоконструкций на 25 %, вес машин и механизмов на 15-20%.

    Рассказывает Владимир Андреевич. Это была гигантская работа по всем отраслям, всеми министерствами создавались научно-технические программы обеспечения. Предприятиям нужен был металл под конкретную продукцию, в этом случае требовалось изменить физические свойства стали. Мы, металлурги, понимали, что для выполнения заданий по облегчению конструкций надо увеличить прочность стали как минимум в два раза, а пластичность – в три раза. И все хватались за голову, потому что традиционными методами такой рывок сделать в металлургической отрасли более чем трудно. Огромные промышленные агрегаты перестроить невозможно, значит, надо менять технологии. Основной проблемой уже тогда были материальные и энергетические затраты. Для того чтобы выполнить поставленную задачу, назначали ответственных людей. Одним из таких главных ответственных стал я, начальник технологического отдела министерства. Конечно, базой для выполнения этой программы должна была стать наука. Перед нами отчитывались все отраслевые институты, ведь, например, транспортный металл – это не только для автомобильной, железнодорожной промышленности, но и для всех видов трубопроводов, и для других нужд. Технологические задания, финансирование – всё шло через нас. Министр черной промышленности С. В. Колпаков собирал нас, интересовался, как дела идут. Я, отчитываясь, начал говорить, что, прежде всего, для выполнения поставленных задач нужна энергия. Серафим Васильевич: "Какая энергия? Ты дело говори!"

    А мне довелось учиться три года на физтехе, и тогда я подцепил бациллу науки об атомной энергии. Вот с этого я и начал: энергия атома. Очень сложно было, только через три года, вместе с одним из работников ЦНИИчермета кандидатом технических наук, металловедом В.А. Захаровым, подошли к решению этой проблемы.

    Именно он, Захаров, как-то пришёл и сказал "Слушай, Андреич, я же принёс тебе атомарный азот", и достал мочевину (карбамид (NH2)2CO), удобрение с дачи, там 36% азота. Технологию разрабатывали мы с ним вдвоём, без программы, без какого-либо финансирования и, так сказать, без отрыва от основной работы. Главная задача была: рассчитать количественное соотношение кислорода и азота в расплаве, чтобы не случилось взрыва. На опытном заводе ЦНИИ черной металлургии выпустили первую плавку стали 3СП при стандартной прочности 260 Н/мм2, плавка дала металл с прочностью 320 Н/мм2.

    С 1992 года мы начали эти работы в промышленном масштабе на НТМК. Главный сталеплавильщик Рябов собрал руководителей лабораторий, ведущих специалистов, и я рассказал, как будем пробовать легирование атомарным азотом по нашей технологии.

Ветераны металлургической промышленности С.И. Хлопотов и В.А. Паршин в музее-заповеднике

Ветераны металлургической промышленности С.И. Хлопотов и В.А. Паршин в музее-заповеднике

    В 1993 году такой технологический прорыв с изменением физико-химических процессов производства стали был совершён тагильскими металлургами. Они, впервые в мире, освоили промышленную, управляемую на атомарном уровне, технологию производства стали с использованием атомарного азота и достигли ошеломляющих результатов. Прочность стали, изготовленной по новой технологии, возросла в полтора раза, вязкость увеличилась более чем в два раза. Повышение физических свойств стали позволило снизить вес строительных конструкций на 20% и эксплуатировать их при температуре – 65?С. Изготовленные из металла, полученного по новой технологии легирования, железнодорожные рельсы увеличили срок службы в два раза. Повышение вязкости стали увеличивает в два раза износостойкость деталей всех видов: редукторов, трубопроводов и других. Работы прошли успешно. Из стали прокатали 10 тысяч тонн широкополочных балок по заказу из США, получили хорошие отзывы. На Кузнецком комбинате подготовили технические условия и прокатали из этой стали рельсы. Два года их испытывали в Щербинке, от них получили документ, о том, что износостойкость рельсов увеличивается примерно в два раза. На "Северстали" прокатали толстый лист со снижением на 50% никеля без потери прочности. Из этого металла изготавливали конструкции, перекрытия для стадиона "Лужники".

    Я доложил Серафиму Васильевичу: "Мы завершили эту работу". Как положено, отчитались, в правительство составили бумагу, что выполнили программу.

    Колпаков С.В. сказал тогда председателю Государственной комиссии по металлургии и химии академику Н.П. Лякишеву: "Так им надо премию Государственную за это давать". Лякишев: "Без сомнения, более того, в Союзе им Ленинскую бы дали". Документы подготовили, подали от Нижнетагильского комбината три человека: генеральный директор Ю.С. Комратов, главный сталеплавильщик А.В. Чернушевич, начальник конверторной лаборатории В.С. Ляпцев, от Академии наук – главный металловед С.И. Тишаев и П.Д. Одесский, от НПФ "Техномет-НТ" – я.

    Так в 1997 году Нижнетагильскому металлургическому комбинату и группе специалистов была присуждена Государственная премия России. Это была первая и пока единственная до настоящего времени Государственная премия по тематике металлургии.

    Работа продолжалась, нужно было решать появившиеся вопросы, рассматривать позиции использования атомарного азота на других этапах технологического процесса. К началу 2000-х годов появилась возможность сформулировать новую концепцию по созданию атомарной металлургии, используя работу "Основы единой теории физики" российского учёного Д.Х. Базиева, который в 1994 году опубликовал свой труд по физическому механизму энерговыделения составляющих воздуха, т.е. азота, кислорода и углеводорода.

    Но провести какие-либо эксперименты в производственных условиях практически было невозможно, так как новые владельцы предприятий и государство отдали приоритет технического и технологического развития иностранным фирмам, их разработкам и инвестициям. Лишь в 2012 году совет директоров Новолипецкого комбината принял решение внедрить на предприятии процесс легирования стали с использованием энергии атомов компонентов расплава стали. Программа исследования была выполнена на высоком научно-техническом уровне, так как комбинат, усилив персонал центральной лаборатории, практически превратил её в научно-исследовательский центр. Легирование конверторной стали атомарным азотом осуществлялось на установке доводки металла. Проведённые исследования показали увеличение прочности стали до 200%, вязкости до 300%. По результатам проверки эффективности интенсивного охлаждения горячекатаного листа установлено, что у стали, легированной по технологии научно-производственная фирмы "Техномет-НТ", физические свойства повышаются на 10-15 % по сравнению с серийной сталью. Данный эксперимент был проведён впервые и подтвердил эффективность атомарных технологий.

    Это позволило дополнительно к уже полученным шести российским патентам по использованию атомарных технологий представить на суд металлургов заявку на лицензирование этой технологии в других странах. Суть технологии изложена в её названии – "Интенсивный технологический процесс двойного дислокационного и нанофазного легирования и модифицирования стали атомарным азотом". Заявка была зарегистрирована в 2013 году в Международном бюро Всемирной организации по интеллектуальной собственности (ВОИС) в Женеве. Впервые в мире сталь, легированная атомарным азотом, в промышленном масштабе была получена именно в нашем городе.

    Сейчас я работаю над другим патентом. Процесс называется "Физический способ удаления кислорода в расплавах стали (процесс фотонизации)" В 2015 году такой эксперимент выполнен на Новолипецком металлургическом комбинате. "Техномет-НТ" ставит задачу реализовать прогноз академика Н.П. Лякишева: повысить прочность стали в три раза и пластичность в четыре раза. Осуществление этого прогноза, по моему мнению, возможно при внедрении процесса фотонизации, функция которого заключается в удалении кислорода из расплава стали вследствие реакций углеродно-азотного CNO-цикла. Новый процесс "фотонизации стали" может стать началом новых комплексных технологий и во многом будет определять возможность достижения в 3-4 раза роста физических свойств металла.

    Хочется полностью согласиться с высказыванием знаменитого ученого-металлурга П.П. Аносова о том, что "металлургия – это не только мастерство, это искусство". И, безусловно, как у всякого искусства, у него есть свои жрецы – металлурги!

Публикацию подготовила Галина ОСЕТРОВА, научный сотрудник Нижнетагильского музея-заповедника.

    Фото Ольги Петелиной.

    Литература: Газета "Тагильский вариант" №24(254) от 21.07.2016.

 

Главная страница