Несообразности металлургического цикла. Их устранение (стр. 19 )

Слабым местом такой теории металлургических процессов является то, что остается малоизученной механика металлургических процессов со сложным движением газообразных, твердых сыпучих, жидких и смешанных масс, а также спекающихся и плавящихся масс. Недостаточно изучена гидро - и аэродинамика печей, скорость процессов конвективного переноса в них, скорость диффузионного звена реакций. Современные курсы «Теории металлургических процессов» не доходят до этих вопросов; ими занимаются часто полуэмпирически исследователи – практики, работающие по заказам предприятий и стоящие ближе к реальным процессам в печах. В их сферу исследований входят также многочисленные технические сложности металлургических процессов, опасности, возникающие при отходе от традиционных режимов. Для доменщиков весьма важными являются не константы реакций, а вопросы газопроницаемости шихты, закономерности схода и зависаний шихты, трудностей выпуска шлака и др. Способы мышления исследователей–практиков и физхимиков остаются весьма различными. Поэтому обсуждаемые пороки доменного процесса и способы их устранения, которые вполне очевидны при физико-химическом анализе процесса, очень трудно довести до конкретных решений.

Ни список специальностей вузов, ни список специальностей ученых степеней не предусматривают специалистов для анализа цикла, или для анализа схемы процесса. Не выполняет этих задач и существующая теория металлургических процессов. Наши специальности привязаны к отдельным стадиям существующего цикла и закрепляют его структуру.

ГЛАВА 10. ИДЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ СЛОЖНОСТИ ВОПРОСА

10.1. Процессы ломки идеологии

Как уже отмечено, сложилась парадоксальная ситуация: с одной стороны, обсуждаемые врожденные пороки металлургического цикла достаточно очевидны. Нередко эти пороки в какой-то степени осознаются (или легко могут быть осознаны при желании). Пороки устраняются простым изменением схемы процесса – нужно перейти к последовательной продувке. В то же время очень трудно убедить кого-либо в том, что процесс без пороков вполне реален, его отладкой можно и нужно заниматься.

В простых печах обжига эти пороки настолько очевидны, что представляются уже вопиющей несообразностью, которую можно не заметить только при той поразительной слепоте, которая проявляется при жестком господстве давно устаревшей идеологии. Так, печь обжига известняка можно отапливать полным сжиганием угля в факелах угольной пыли или в топке, но в настоящее время эти печи обычно отапливаются неполным сжиганием дорогого кокса, что примерно в 10 раз дороже. Подобная ситуация характерна для таких случаев, когда вполне назрели очевидные изменения, но эти изменения не допускаются глубоко укоренившейся закостеневшей господствующей идеологией.

В настоящее время вырос интерес исследователей к закономерностям эволюции идеологий, к процессам ломки идеологии. Выясняется, что эти закономерности близки для разных идеологий, как в научно-технической сфере, так и в религиозной, социально-политической области. Выясняется, что и ломки или кризисы, революции разных идеологий проявляют общие закономерности; сейчас эти закономерности привлекают повышенное внимание философов и социологов и интенсивно изучаются [12]. Собраны и обобщены обширные материалы по этим закономерностям, публикуются широкие обобщения. В России такой интерес социологов резко вырос во время глубокой и драматической ломки социальной идеологии в конце 20-го века. Дискуссии по несообразностям металлургического цикла, которые закреплены идеологией, также могут дать очень интересный и обильный материал по психологии такой ломки.

10.2. Термовременная обработка металла

Я не пойду с докладом в этот институт!

Это же все равно, как если бы еретик

пошел обращать инквизиторов в свою веру!!

Из дискуссий

Естественно, в литературе очень подробно рассмотрены ломки или кризисы социальной идеологии, которые наглядно проявляются бурными социальными революциями. Очень много написано также о ломке религиозной идеологии. Из кризисов научно-технической идеологии особенно подробно исследованы психологические трудности «революции в физике» начала 20-го века, когда прошла ломку идеология классической (ньютоновской) механики. Эта идеология господствовала в физике примерно 200 лет и прошла быструю ломку около 1900 г., хотя рецидивы этого кризиса проявляются иногда даже и сейчас. Об этой «революции в физике» ряд книг написан виднейшими физиками. Не столь масштабные кризисы в более узких областях науки и техники часто остаются малоизвестными, но психологически они подобны широко известным глобальным кризисам.

В металлургии через подобную ломку идеологии внедрялись некоторые приемы улучшения качества металла. В связи с этим нам уже приходилось рассматривать подобную ломку [19].

Так, в 1960-е годы появился цикл работ по расслоению двойных расплавов при центрифугировании, начиная с работы и [30]. Эти эксперименты привели к выводу о существовании в бинарных расплавах достаточно крупных кластеров чистых компонентов, например, кластеров углерода в чугуне. Затем было показано, что в жидкой стали около 1650 0С подобные кластеры или зерна исчезают, здесь происходит что-то наподобие полиморфного превращения, или фазового перехода в жидком металле. Позднее на подобных представлениях была основана Термовременная Обработка (ТВО) жидкой стали – перегрев ее выше 1650 0С [28]. Такая обработка позволяла получить мелкозернистую структуру слитка и улучшенные механические свойства стали.

Однако уже в 1960-е годы ряд известных физиков выступили против таких представлений, считая их противоречащими молекулярной теории. Еще более интенсивная волна критики металлургических представлений и приемов со стороны физики поднялась в 1980-х годах. В течение 1985 г журнал «Известия вузов. Черная металлургия» провел широкую дискуссию о возможности подобных превращений в жидкой стали около 1650 0С, которая завершилась как бы опровержением представлений металлургов с позиций молекулярной теории [28]. Из публикаций многих металлургов на 10–20 лет исчезли отмеченные представления. Однако постепенно они возродились снова. Термовременная Обработка металла (ТВО) применяется сейчас на десятках заводов. Как это часто бывает в идеологических спорах, дискуссии мало помогают прояснению вопроса [19].

В работе [19] прослежена современная ломка представлений в вопросе о квазикристаллических свойствах металлургических расплавов. Эти свойства открывают экспериментаторы и закрывают теоретики, так как, согласно традиционной молекулярной теории, этих свойств нет. Такие противоречия лежат в основе целого ряда длительных и упорных дискуссий. В данный вопрос упирается, в конечном счете, теория многих широко применяемых приемов улучшения качества жидкого металла. Таковы воздействие ультразвуком, инфразвуком, потоковая обработка, использование наследственности и памяти расплава и др.

Ожесточенные споры по подобным темам то затихают, то вновь обостряются уже в течение примерно 100 лет, со времен Таммана [13] и Швидковского [19], без существенного продвижения вперед. Отметим для сравнения, что электроника за эти же 100 лет прошла весь свой путь развития от исходного открытия электрона до мощных современных электронных средств связи, развитых информационных технологий, до всемирной системы Интернета и др. Мощность компьютеров возрастает, например, в 10 раз каждые 10 лет. В этом сопоставлении электроники и металлургии наглядно видна разница между отраслью знаний, изначально основанной на адекватной научной идеологии, и металлургией с ее застаревшими идеологическими табу. Основной принцип получения металла (продувка смеси) в отличие от основных принципов электроники или радиотехники, отнюдь не является результатом научных исследований; принцип продувки смеси мы унаследовали еще от пещерных металлургов конца каменного века, покорно следуем этому принципу от сотворения мира до настоящего времени. И сейчас возникают большие психологические сложности при попытках оторваться от этого принципа.

10.3. Возможность иного цикла

Может, какие-то Большие Металлурги все это

понимают, но знают также, что исправить ничего

нельзя, например, из-за технических сложностей.

Современному металлургу намного труднее оторваться от огромного накопленного опыта, от имеющегося научного багажа по традиционной металлургии совместной продувки, преодолеть огромную накопленную инерцию и опробовать новый способ. Кроме того, древнему или средневековому металлургу требовалось только его личное решение, чтобы опробовать новый процесс на своем маленьком горне-печи. Современные доменные печи столь велики и дороги, что для полномасштабного опробования и отладки нового процесса на таких агрегатах требуются огромные деньги и согласие очень многих людей, в том числе далеких от теории металлургии. Требуется согласие бизнесменов, представителей власти, владельцев предприятий и др. Поэтому нет ничего удивительного в том, что основной принцип современной черной металлургии остается таким, каким он определен решением древних хеттов 3 500 лет назад, а в металлургии меди – решением еще древних пещерных людей примерно 6 тысяч лет назад.

Современный цикл обычно воспринимается как нечто вполне естественное, единственно возможное, само собой разумеющееся. Однако иногда удается подробно ознакомиться с поисками и случайными блужданиями некоторых авторов разных элементов этого цикла, и создается впечатление, что при другом стечении обстоятельств они могли создать совсем другой цикл. Древние металлурги могли, в принципе, заметить, что процесс можно сделать более эффективным, если организовать не совместную, а раздельную (последовательную) продувку руды и топлива, то есть топливо выложить в нижней части сыродутного горна в зоне дутья, а руду – поверх топлива. Если бы это случилось, в настоящее время мы имели бы, очевидно, совершенную высокоразвитую металлургию последовательной продувки, например, по схеме типа «угольный Мидрекс» (см. рис.3.1). Далее, в средние века могли заметить неэффективность избытка топлива в домне и, соответственно, получить сталь в шахтной печи и др.

Мы не можем вырваться из той колеи, в которую нас поставили древние пещерные люди где-то еще в конце каменного века истории человечества, не решаемся выдвинуть свой принцип получения металла, решаемся лишь подновлять способ древних металлургов. Изучение истории металлургии, ее видоизменений, убеждает в том, что при другом стечении обстоятельств предки могли дать нам в наследство совсем другой цикл. Они могли поставить нас совсем в другую колею, и мы сейчас были бы глубоко убеждены в том, что именно эта другая колея и есть единственно возможная и само собой разумеющаяся.