Прирождённый механик. Ему бы базовое образование и азы сопромата, цены не было!
Жаль, в проектировании прокатного стана он не помощник. Сложное дело, и сам, признаться, в этом деле «шарю» немногим больше чем свинья в апельсинах. Разбирал, понятия имею по типам приводов и ремонтировал кое-какие узлы. Правда, ещё в «Чёрной металлургии» почитывал статьи. Но чтобы формулы помнить специфичные или графики натяжения валков строить. Нет, не мой уровень.
А делать всё одно пришлось. Прокат, ключевой элемент развития и к процессу проектирования подошёл ответственно и даже НИОКР организовал, насколько, это вообще возможно в моих условиях. Катать сталь не то же самое, что олово или медь. В это дело куда больше знаний и усилий вкладывать надобно.
Знаете, сколько времени прошло между появлением первых станов для проката цветных металлов и аналогичных, для железа? Три столетия! Пытались в старину катать железо, и не раз, но не выходил каменный цветок. В конце концов решили — железо прокатывать нельзя, ибо оно слишком быстро остывало от соприкосновения с валками и не поддавалось раскатке !!!
Ошибались, ибо не знали один мудрый вещь. Для проката стали скорости вращения валков и усилия нужны куда большие, чем для меди или того же, свинца. А всякие там рисунки в учебниках истории про мужиков, что вручную вращают валки рядом с доменной печью не что иное как не понимание азов металлургии иллюстраторами.
Первым, еще до поездки в Козельск, поставил экспериментальный стан. На нём контролёры выясняли: скорость проката, коэффициент вытяжки, силу давления на валки, а главное, тестировали калибры и ровняли кованные вручную полотна пил. А как ещё прикажите рассчитать форму ручьёв или уширение металла «неизвестной марки». Да хоть ту же вытяжку? Только ручками, Solidworks Simulation на торге не продают, а то бы золотом за него отсыпал.
Забегая вперёд, скажу, сочетание шестеричного зацепления валков, ящичных калибров и обжатия типа «квадрат — шестиугольник — квадрат» показало наилучший результат. Параллельно к испытаниям готовили станины и прочие детали прокатной линии не требующие особых расчётов.
Заготовки валков отливали и закаливали на отбелённый чугун. В слесарном цехе их шлифовали и полировали, доводя до ума плоские и ящичные калибры.[i]
Фундамент с закладными элементами из бутобетона построен на месте будущего цеха и пока работает под навесом. Станина сборная, из чугуна, с заливкой из щелочного цемента. На безрыбье и рак рыба. Никакой дуб не удержит валки по два центнера каждый. К тому же малый сегмент куда легче отлить и закалить, чем целиковую станину. Элементы клети стягивали на винты, а после, заливали в пустоты безусадочный цемент с порошком гематита. Для кратного снижения усадки в цемент добавляли раствор гуттаперчи и по два процента от веча хлорида кальция и сульфоалюминатного клинкера.[ii]
В станине веса, больше пяти тонн из которых на чугун приходилось меньше трети. Клетей, аккурат три штуки. Старые добрые, линейные двухвалковые станы. Верхняя подушка с вальцами опускалась в пазы, навроде кассеты, а после стягивалась с нижней. Понятно, ни о какой непрерывной линии проката речи не шло. Мы применяли валкование, или смену кассет с валками.
Ящичные калибры лучше прочих подходят для «примитив-проката». Во-первых, нет необходимости прижимать верхний валок к нижнему, во-вторых, через них можно пропускать несколько «калибров», ведь каждый из них имеет площадь поперечного сечения меньше, чем у предыдущего. Само собой, у ящичного калибра гибкость не столь значительна, как у плоского, но кое-какая имеется. Хватит, чтобы прокатать несколько раз, выставляя зазор перед каждым проходом. При ширине валков шестьдесят сантиметров в низ размещалось от четырёх, до восьми калибров, в каждом из которых можно прокататывать до двадцати двух проходов!
Первые валки играли роль обжимного или чернового стана и позволили разгрузить ковочный молот на восемьдесят процентов. Метровые, кое-как откованные батожки сечением десять на шесть сантиметров, протягивали до шести десятков раз. Прутки, неоднократно меняли форму граней, вытягивались, трансформировались, теряя в процессе большую часть шлака. Даже из чужих г.. криц выходил неплохой металл.
Прокатывали последовательно, полоску пропускали по роликовому столу и сбрасывали в печи, стоящие по обе стороны от линии, чтобы не остывало. Когда прокат полосы заканчивали, на коробке приводного вала изменяли вращение на противоположное и прутки толкали по направляющим обратно, в валки. После проходки всех калибров, винты поджимали и цикл повторялся.
Несмотря на значительную долю ручного труда, выходило шустро. Запас прутков, что нарабатывали два месяца, прокатали за несколько дней, вот это я понимаю!
Валкование вели с помощью подвесных путей. Кассеты по полтонны каждая, откручивали, цепляли крюком и откатывали на место хранения, на её место ставили новую. Второй комплект валков раскатывал заготовки в плоские для листового проката, круглые для проволоки или треугольные заготовки. Третий и четвёртый комплекты , под чистовой прокат, пятый, под холодный.
Привод валка цепной, через коробку и кардан, он соединён с выходным валом привода, так что никаких шестерней заумных. Через редуктор, от двух быков, на валок прилетало усилие в тридцать лошадок, а валков два, да каждый в свою сторону крутит.
Литые шестерни и цепи, массивные валки и мощный привод давали и усилия обжатия, и скорости вращения. Разные, ес-сно, для каждой из мини-линий. В черновой клети мощность выше, а обороты медленней. В третьей паре валков, редуктор работал на скорости триста оборотов в минуту и выдавал полотно шириной двести миллиметров, толщиной полтора миллиметра, со скоростью три метра в секунду. Копейки, даже по меркам XIX века. Но если сравнивать цифры с ручной проковкой, всё меняется волшебным образом. Во сколько более в пятьсот или в тысячу? И считать не буду, несопоставимые величины.
Валки охлаждали тряпицами с холодным маслом, благо льда оставалось с запасом. Низкие скорости позволяли катать холодную сталь да не трястись с регулированием режима нагрева для горячей. Плюс линии был в том, что как только металл появится в значимых количествах, её элементарно масштабировать, ы лоб нарастив число клетей.
Задержка как раз с чугуном была, весь прокатный стан и модернизация фильер обошлись в пятнадцать тонн. Половину руды успели до затопления из шахты получить, половину с болота взяли.
Проковали зацепные шестерни, изготовили подшипники, но… Шестерни гнулись, а подшипниковые узлы вырывало из дубовой клети, через рез понижающий редуктор на них нагрузки ого-го-го! Пришлось отливать сдвоенные шестерни и подушки. Во взрослых клетях, подушка, обязательная часть подшипника и позиционирует положение валков, заодно удерживает их при передаче усилий прокатки на станину. Деталь тяжёлая, сложной формы и выковать руками такую феерический мазохизм.
