И знаменитые средние танки Т-34, и столь же легендарные дивизионные пушки ЗИС–3 вряд ли стали бы оружием Победы без уникальной огнеупорной технологии, которая позволила выплавлять стали и броню не хуже «крупповских».Великая Отечественная война была битвой не только стран и народов. Это была еще и битва железа и стали, битва брони и технологий. И в ней советским металлургам противостояла вся мощь германской промышленности — прежде всего, знаменитого концерна «Крупп», основного поставщика танков и артиллерии для немецкого Вермахта.

БОЛЬШОЙ СЕКРЕТ КОМПАНИИ КРУППА

Еще в конце XIX в. «Крупп» взял на вооружение технологию, разработанную британцем Сидни Томасом и не сразу нашедшую интерес в его родной стране. Она позволяла эффективно удалять из железной руды фосфорные примеси и получать более высококачественное железо и сплавы.

Одним из элементов этой технологии была облицовка сталеплавильных печей огнеупорными материалами на основе оксидов магния. Кроме того, магнезитовые огнеупоры позволили повысить температуру работы мартеновской печи и выплавлять больше стали — в том числе такой тугоплавкой, как легированная, необходимой для производства брони.

Так что уже к началу Первой мировой войны именно огнеупоры во многом сделали Германию промышленным, а затем и военным лидером Европы. Эта ситуация во многом сохранилась и во Вторую мировую, в которой на пути брони и огнеупоров Круппа встали советские инженеры и ученые.

ОГНЕУПОРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ В РАБОТЕ

Со времен Бессемера и Мартена сталь производят, сплавляя переработанную железную руду с чугуном и некоторыми другими добавками. Высокая температура позволяет сделать этот процесс быстрее, производительнее — и получать сталь лучших свойств. В сегодняшних электроплавильных печах температура может подниматься до 5000°С, а в знаменитых доменных и мартеновских печах времен Великой Отечественной доходила до 2000°С.

Но, если при этих условиях плавится даже камень, железо и сталь, то из чего сложить такую печь, которая долгое время сможет выдерживать такую температуру? Действительно, после определенного количества выплавок каждую такую печь необходимо восстанавливать, а иногда и перекладывать. Но проработать нужное время позволяют им особые огнеупорные материалы, которыми покрывается внутренняя поверхность печи.

Первыми из огнеупоров, которые нашли применение в металлургии, стали некоторые сорта глин — прежде всего, белая, или каолин, почти целиком состоящий из водных силикатов алюминия: после температурной обработки из них можно было приготовить шамотные огнеупорные кирпичи. Однако еще с начала XIX в. огнеупоры стали играть и еще одну важную роль: с их помощью металлурги создают ту или иную химическую среду в печи, необходимую для производства нужного сорта стали.

Именно такой процесс открыл в 1870-х англичанин Сидни Томас, а впоследствии взяли на вооружение Сименс и другие немецкие металлурги. Используя облицовку из огнеупорных щелочных оксидов магния и кальция, плюс, добавляя в расплав известь, Томас нашел способ использовать для изготовления качественной стали самые дешевые и распространенные железные руды, содержащие большие количества фосфорных примесей.

Эта технология оказалась настолько эффективной, что с конца XIX в. магнезиальные огнеупорные материалы распространяются все шире. Они позволили не только создать нужную кислотную среду в печах, но и поднять температуру выплавки, приблизив ее к 2000 °С.

ОТСТАВАНИЕ ПО МАГНЕЗИТУ

Несмотря на то, что крупнейшее в стране Саткинское месторождение магнезита было открыто на Урале еще в 1896 г., продукция открывшегося неподалеку завода огнеупорных материалов долгое время не отличалась достаточным качеством, и вплоть до 1930-х советские металлурги чаще облицовывали печи давно устаревшими динасовыми огнеупорами из глины. Они не позволяли достичь той же температуры, что «у Круппа», быстро изнашивались и требовали частой замены.

Не лучшим образом показывали себя и магнезитовые кирпичи отечественного производства. При наиболее высоких температурах и серьезных механических воздействиях в пылающих недрах мартенов они крошились, а своды печей, сложенные по старинке, обычной аркой, обрушивались.

А между тем западные конкуренты ушли далеко вперед, и германская военная промышленность вовсю пользовалась замечательными огнеупорными кирпичами — такими, как созданные Австро–американской магнезитовой компанией изделия под маркой Radex. Поставлялись они и в СССР, где инженеры пытались хотя бы воспроизвести европейские огнеупорные технологии.

Увы, впечатляющих успехов добиться им не удалось, и советские металлурги не могли получать сталь того же качества, что и противостоявшие им коллеги концерна «Крупп». Такая ситуация угрожала стратегическим интересам страны: по–настоящему крепка броня оказывалась не у Красной Армии, а у ее потенциального противника.

УРАЛЬСКИЙ ПОДХОД

Накануне войны над технологией получения устойчивых облицовочных материалов на основе магнезита и хромита в СССР работали три научно–исследовательских центра. Трудились над ней и на предприятии в Сатке, где с 1933 г. группу разработчиков возглавил главный инженер завода, выпускник московской «бауманки» Алексей Панарин.

В отличие от коллег, он обратился не к европейским решениям, а к путям, которыми двигались российские технологи еще до революции. Хромомагнезитовый кирпич производился в Сатке уже тогда, и Панарин установил его состав — примерно равные доли магнезита и хромита одинаковых гранулометрических фракций. Такой кирпич был лучше динасовского, но большие температуры и нагрузки переносил плохо.

Опыты, продлившиеся несколько лет, позволили команде Панарина найти решение, используя хромит более крупной фракции и дополнительные добавки. Испытания кирпичей из нового огнеупора были проведены на подмосковной «Электростали» и Кировоградском медеплавильном заводе: по стойкости они превосходили старые динасовые кирпичи в несколько раз.

Важное дополнение в технологию внес технический директор завода Александр Френкель, разработавший новый метод крепления огнеупорных кирпичей к сводам сталеплавильных печей. Такие материалы позволили довести рабочую температуру в печи до 1800°С — и в 1941 г. на Урале началось производство магнезитохромитовых изделий разного предназначения и «калибра».

ДОРОГА НА ФРОНТ

Фото: mirvocrugnas.com

Все это позволило уже к концу 1941 г. на Магнитогорском комбинате впервые в мире — освоить выплавку броневой стали в большегрузных мартеновских печах. Производство этого ключевого элемента обороноспособности страны получило достойный размах и масштаб.

Огнеупорные материалы, качество которых оказалось достойно мирового уровня, поставлялись западным союзникам, в рамках оплаты техники и товаров, передававшихся по программе «Ленд–лиз». Только США получили десятки тысяч тонн полуфабриката — магнезиального порошка. Но основная продукция, конечно, шла на нужды Красной Армии — на фронт.

Стратегическую важность огнеупоров для победы прекрасно осознавали и в высшем руководстве страны. Это доказывает история, случившаяся в 1942 г. (по другим данным, 1943) году, когда Саткинский завод задержал поставку огнеупорных сталеразливочных стаканов для Магнитогорского металлургического комбината, и домой директору предприятия Михаилу Конореву позвонил лично Сталин. Нужное количество изделий пришлось найти и спецрейсом отправить на «Магнитку».

Отсюда «непробиваемые» стальные изделия поступали прямиком в знаменитый челябинский «Танкоград» — Кировский завод наркомтанкопрома. И уже оттуда, в виде новеньких и грозных танков металл отправлялся на войну, превращаясь в оружие будущей Победы.

Автор: Роман Фишман

Источник: http://rosnauka.ru/publication/449