Некоторые итоги и перспективы металлургии, страница 2

В глубокой древности человек определил, что чистый металл имеет низкие свойства по сравнению со сплавом. "Бронзовый" век предшествовал "железному", который длится уже много веков. Так появилось легирование, предусматривающее введение в основу (Si, Al, Fe, Mg, Cu, Ti, Cr, Mo, Co и др.) всех доступных для этих целей элементов периодической системы Д.И. Менделеева. Усложнение химического состава сплавов часто не достигает поставленной цели, но оно упорно применяется и расширяется. Это влечет за собой резкое повышение стоимости металлических изделий, что в свою очередь тоже снижает уровень жизни. Свойства же и способы получения многих сплавов, экспериментально подобранных в XIX веке и начале XX века, остались выше, чем разработанных впоследствии. Примером этого могут служить нержавеющая сталь 18-8, сталь Гадфильда, быстрорежущая сталь, магнитные материалы и многое другое. Если же эти материалы подбирались опытным путем, то следовало ожидать на их примере создания рабочей теории  легирования, которая позволила бы упростить, удешевить, оптимизировать составы и повысить их свойства. Этого не произошло, и до сих пор создание новых сплавов проводится по методу проб и ошибок. К сожалению, этот метод имел расцвет около ста лет назад. Практика же легирования и увеличение объема производства металлов и сплавов потребовали разработки новых месторождений, строительства заводов (в том числе и ферросплавных), новых электростанций для электролиза и прочее. Все это привело к резкому повышению стоимости  изделий и ухудшению  экологической обстановки и, что самое главное, не дало возможности создать новые металлические материалы со "сверхсвойствами". К настоящему времени цивилизация не имеет материалов дешевых и доступных для создания принципиально новых устройств, несмотря на выдающийся полет конструкторской мысли. Наибольшее достижение металлургии XX века – космические материалы, но они тоже созданы методом проб и ошибок в той сфере науки и производства, где стоимость изделий очень высокая, но она играет второстепенную роль – военно-промышленном комплексе. Итак, победивший путь создания материалов – легирование можно считать вторым крупнейшим преступлением перед природой на Земле.

Оба приема современной металлургии – получение металлов и сплавов и легирование появилось от наших предшественников. Они эмпирически закладывали научные основы  создания материалов, а мы так и не смогли завершить эту работу по постижению тайн формирования химических, физических и механических свойств. Итог плачевный – XX век заканчивается при полном отсутствии рабочей теории получения металлов и сплавов. Это означает, что наши последователи  будут  увеличивать  количество отходов, строить электростанции, заводы по производству новых легирующих элементов, ферросплавов и лигатур, что в конечном итоге приведет к еще большему увеличению озонной дыры, отравлению окружающей среды, гибели флоры и фауны и неотъемлемой части их – нас самих.

Часть II – XXI век. В 1993 году один из выдающихся металлургов нашего времени В.И. Баптизманский в журнале "Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия" (№8) опубликовал статью "Пути развития черной металлургии". Это одна из последних попыток зрелых и опытных представителей металлургии посмотреть в будущее самого главного раздела жизнедеятельности человека на Земле. Видится оно им следующим образом: 1 – заменить мартеновский процесс на кислородно-конверторный; 2 – заменить обычную разливку стали на непрерывную; 3 – широко применять ковшовую обработку металла; 4 – полезно использовать шлаки и отходящие газы. В.И. Баптизманский отмечает: "В целом по техническому уровню производства черная металлургия СНГ отстает от промышленно развитых стран примерно на 15 – 20 лет, хотя на отдельных предприятиях, в первую очередь на комбинатах Новолипецком и "Азовсталь", применяются технологии мирового уровня и даже превышающие его. Как уменьшить и ликвидировать этот разрыв? Данный вопрос следует рассматривать в тактическом и стратегическом плане и временном аспекте".

Основной концепцией развития сталеплавильного производства является повышение качества стали. Этот объект наиболее близок В.И. Баптизманскому. Достижение высокого качества видится ему в производстве "... особенно низколегированного и с малым содержанием серы (наиболее вредная примесь), фосфора, азота, неметаллических включений" металла. Другими словами, сера, фосфор, азот, кислород и элементы, образующие так называемые неметаллические включения, переводятся в ранг бесполезных и, чаще всего, вредных.