Инженер-исследователь

Инженер-исследователь

Главным из того, что в конечном итоге оставило меня жить в Ермаке, была моя основная работа, поэтому хотя бы вкратце следует объяснить, в чем именно она заключалась и что я, собственно, делал, а то я больше пишу о том, чего я делать не хотел, но меня заставляли. В общем, это работа инженера-исследователя, я им был, да, думаю, им и остался. Если говорить в принципе, то целью моей работы был поиск решения имевшихся проблем в области технологии производства тех сплавов, которые выплавлял завод.

По сложившемуся в обществе мнению, таких людей называют учеными, но поскольку ученые уж очень много о себе мнят, то хочу сказать, что поиском решения проблем занимаются вообще все инженеры, работающие в цехах, да и очень много рабочих. А куда же от этих проблем денешься? Не ждать же цеховым работникам, пока эти проблемы решат ученые, да и решат ли они их? Ведь все ученые в первую очередь решают свою главную задачу – как получить ученую степень, а решение учеными этой задачи (если кто этого не знает) производству не помогает ни на копейку.

Но у цеховых инженеров огромный объем времени и сил занимают организационные проблемы, и, чего греха таить, из-за этих проблем производственники часто забывают, что они еще и инженеры. Я же этого забыть не мог, поскольку моя официальная должность инженера-исследователя хорошо освежала память. В отличие от моих друзей и товарищей, работавших в цехах, на мне не лежал такой большой груз организационных вопросов, посему мне требовалось выкладываться как инженеру, чтобы не чувствовать себя в их компании паразитом. Это на людей, далеких от реального дела, можно произвести впечатление ученой степенью, а кому она еще нужна на заводе кроме ее обладателя? На заводе требуются решения, дающие возможность выполнять производственное задание, а кто найдет эти решения – работяга или академик – заводу безразлично. Поэтому, когда я мало-мальски освоился, то вскоре увидел, где именно от меня может быть польза.

Это мое заявление именно так и нужно понимать – я увидел, а не начальство мне показало. Начальство меня грузило делами, требовавшими быстрого, порою аварийного поиска решений, а мне этого было мало. Мне надо было другое – крупные, основательные проблемы, поиск решений которых, во-первых, можно было бы рационализировать, а, во-вторых, решением которых можно было бы загрузить своих подчиненных, поскольку, когда я видел своих подчиненных сидящими без дела, то у меня возникало нехорошее чувство, что я недорабатываю как начальник. Постепенно вырисовались два главных направления моих (наших, если учесть и вверенную мне металлургическую лабораторию) исследований.

Первое направление – собственно технологический процесс получения ферросплавов в печах. В описании он выглядит крайне примитивно: в печь нужно завалить шихту применительно, например, к ферросилицию – кварцитом и коксом, подать на электроды напряжение, чтобы по ним пошел ток и на их торцах загорелась электрическая дуга, – вот, собственно, и вся технология. Однако вести эту технологию нужно так, чтобы на тонну получаемого сплава был минимальный расход электроэнергии и шихтовых материалов. Тоже не вопрос: для этого нужно было завалить в печь шихту с нужным соотношением кварцита и кокса, иметь на печи нужное соотношение тока и напряжения и иметь нужную длину электродов. И вот тут-то и начинаются проблемы.

Во-первых. Начисто отсутствовали хоть какие-нибудь приборы, позволяющие определить, какое же в данный момент в печи соотношение кварцита и кокса – нужное или ошибочное?

Во-вторых. Начисто отсутствовали приборы для определения длины электродов.

В-третьих. Вольтметры и амперметры, разумеется, были, но нужное соотношение напряжения и тока является нужным только для определенного вида шихты – только для шихты с определенным удельным электросопротивлением. На маленьком заводе так оно и есть: такой завод кварцит получает с одного рудника, а кокс – с одной коксовой батареи, в результате удельное сопротивление шихты на этом заводе постоянно, и можно быстро «пристреляться» к нужному соотношению тока и напряжения. Но мы были огромным заводом, и ни одно рудоуправление на тот момент не могло справиться с поставками нам кварцита, поэтому мы получали его со всех рудоуправлений сразу, причем малопредсказуемо, с какого сколько. В результате печи могли работать то на антоновском кварците, то на овручском. С коксом (коксиком) еще хуже – его нам поставляли чуть ли не все коксохимические производства СССР, кроме того, мы вводили в шихту ангарский полукокс, что было экономически целесообразно, но резко меняло нужное соотношение тока и напряжения, следовательно, нужное соотношение нужно было заново определять, причем отдельно для каждой навески полукокса в шихте.

В-четвертых. И электродную массу мы собирали по брикету со всего Советского Союза, поэтому и с эксплуатацией электродов – с величиной их удельного перепуска – тоже были неясности.

В-пятых. И печи у нас были, во-первых, не такие, как на других заводах, во-вторых, два их типа были вообще новыми.

Как же решаются подобные задачи? Путем проб и ошибок. Цеховой персонал работает на одном соотношении кокса и кварцита – получается неважно, на другом – еще хуже, на третьем – получше, на четвертом – снова хуже и т. д., пока не будет найден оптимум. Одновременно точно так же ищутся оптимальное соотношение тока и напряжения и оптимальная величина перепуска электродов. Если, повторю, печи те же и сырье поступает от одних и тех же поставщиков, то проходит несколько лет, и технология принимает оптимальный вид, при котором при данных условиях сплава получается максимальное количество при минимальных затратах.

Вот этим и занимались в цехах все мои друзья и приятели. Мне же надо было придумать что-то такое, чтобы максимально сократить им поиск оптимума технологии. Вот тут мне, кстати, хочется сказать слово благодарности родному институту, вернее, кафедре электрометаллургии, а еще вернее, Е.И. Кадинову и своей работе в студенческом научном обществе, в котором я на практике освоил кое-какие методы математической статистики и, главное, понял, где их нужно применять. Посему я засадил за работу своих инженеров и занялся сам статистической обработкой результатов работы печей завода в разных условиях – на разных видах сырья и сплавах. Работа была кропотливой, если учесть, что печные журналы – основной источник данных для обработки – часто заполняются как попало, и в них много ошибок, посему пришлось сначала разработать методику того, как и какие данные из этих журналов брать в обработку. Обработка была очень трудоемкой, поскольку не было никакой счетной техники. Несчастные механические арифмометры, и те были только в бухгалтерии, а когда завод получил первые отечественные счетные машинки «Электроника», которые были с ламповыми индикаторами и весили килограммов 5, я с большим трудом через Друинского смог выпросить одну и для метлаборатории. Поэтому долгое время считать приходилось в столбик, в уме, даже логарифмической линейкой редко приходилось пользоваться, поскольку, как мне помнится, для расчетов коэффициентов корреляции (связи величин) нужны были все знаки и не допускались округления. Тем не менее дело пошло: я строил графики, анализировал их и выдавал техническому отделу рекомендации, на каких ступенях напряжения работать и какие навески восстановителя иметь для всех возникающих на заводе ситуаций и печей. Сначала я оформлял свои рекомендации в виде отчетов о научно-исследовательской работе, а потом мне это надоело – кому я буду пыль в глаза пускать этими «введениями» и «теоретическими предпосылками»? Я стал выдавать результаты в виде справок на нескольких страничках, Рожков на основе моих справок готовил главному инженеру технологические распоряжения, а потом найденные мною параметры вносил в технологические инструкции.

Находимые метлабораторией оптимальные параметры работы печей были ориентирами, поскольку в цехах реально очень трудно придерживаться инструкций, но все же это были правильные ориентиры, и мы находили их быстрее, чем нашли бы цеховые инженеры без нас, а это давало нам уверенность в своей полезности, а такая уверенность дорогого стоит. Правда, вся эта громоздкая и трудоемкая работа не предвещала никаких диссертаций – это был нормальный инженерный труд, но, повторю, он давал спокойствие мне и загрузку моим подчиненным.

Конечно, когда я освоил эту работу, то она стала мне малоинтересной, но я копался в технологии дальше – я хотел найти что-нибудь такое-эдакое в хорошо освоенном процессе, я хотел сделать какой-нибудь революционный шаг, чтобы его потом не стыдно было оформить в виде диссертации. Чтобы понять, что же все-таки происходит в печи при разных условиях, я рылся в обломках взорванных при капремонтах ванн всех печей, изучал гарнисаж и «козлы», пытался понять, какие ответвления процесса могут происходить. В начале 80-х у меня было чувство, что, вот еще чуть-чуть, и я найду базовое уравнение руднотермической печи, такое уравнение, с помощью которого можно будет и рассчитать печь, и задать ей автоматическое управление. Я даже восстановил частично знания высшей математики, поскольку для описания печи мне потребовалось интегральное исчисление. Было время, когда мне казалось, что я не вижу чего-то простого, которое где-то рядом, но не дается мне. Но это «простое» мне так и не далось – я ушел на совершенно другую работу, не успев найти то, что хотел.

Второй капитальной проблемой, которой я занялся, было изучение стойкости печных электродов. В те годы их обломы были очень большой проблемой, поскольку они буквально душили завод, а случалось этих аварий свыше двухсот в год. Облом электрода на печи был обычной аварией, порою даже печь не останавливали, но эти аварии уже сами по себе влекли за собой очень большой расход электроэнергии, кроме того, они в свою очередь приводили к еще более тяжелым авариям.

Печной электрод состоит из стального кожуха диаметром от 1200 до 1900 мм, в который сверху загружается электродная масса. Получают эту массу путем смешивания кусочков антрацита, коксика и графита в расплавленном каменноугольном пеке. После смешивания масса застывает и поступает к нам в виде брикетов, которые и грузятся в кожух электрода.

Ток на электрод подается посредством контактных щек, прижатых к кожуху. В районе этих щек от тепла, выделяемого током и поступающего из печи, брикеты электродной массы расплавляются, образуя сплошной жидкий объем, но при дальнейшем нагреве эта жидкость начинает коксоваться – из нее уходят летучие вещества, и жидкий столб превращается в столб угля, по которому электрический ток стекает внутрь печи и зажигает на нижнем торце электрода электрическую дугу. По мере сгорания электрода от дуги он, естественно, укорачивается, тогда кожух электрода перепускают в щеках – их отжимают, и электрод проскальзывает вниз (вернее, его опускает с шагом 50 мм специальный механизм). А сверху стальной кожух электрода периодически наращивается новой секцией. Десять лет от капремонта до капремонта работает печь, и все это время идет непрерывное сгорание и наращивание электродов, их техническое название: «угольные самоспекающиеся».

Так вот, вдруг появляется на уже спекшейся части электрода трещина, она увеличиваетс в размерах, и, наконец, нижняя часть электрода обрывается, дуга загорается в месте облома, и начинается морока с тем, как быстрее извлечь обломок из печи либо (на закрытых печах) «утопить» обломок в шихте и сжечь его, и одновременно быстро снова нарастить электрод до нужной длины. Почти всегда трещины на электродах образуются после простоев, а на простоях печь, само собой, охлаждается, посему и существовало устойчивое мнение, что эти трещины вызваны термическими напряжениями от охлаждения поверхности электрода. (Возьмите толстостенную стеклянную бутылку и плесните в нее кипятка, и вы увидите, как она лопнет от термических напряжений.) Поэтому все решения по предотвращению обломов электродов сводились к недопущению их охлаждения, поскольку связь обломков с охлаждением электродов была очевидна.

Однако мне повезло, что я застал на заводе Н.В. Рукавишникова, поскольку именно он посоветовал мне обратить внимание на совершенно иное явление – на усадку электродной массы при коксовании, а на это тогда ни на заводе, ни в литературе не обращалось никакого внимания. И я этим занялся: я обследовал все извлеченные из печей обломки электродов, фотографировал их, изучал по литературе условия коксования углей и сравнивал трещины на коксовом монолите, выгружаемом из коксовых батарей, с трещинами на наших электродах; я проводил лабораторные исследования, замеряя величины усадок различных масс, короче, много лет электроды не выпадали из круга тех исследований, которые я вел, а уже, будучи начальником ЦЗЛ, я убедил тогдашнего директора Донского создать и специальную лабораторию электродов.

В конечном итоге стало понятно, что трещины в электродах имеют усадочный характер, а термические напряжения только расширяют их. Если в электроде не образовались усадочные трещины, то тогда и любое охлаждение поверхности ему не страшно. Далее я выяснил, что усадочные трещины образуются, когда рядом спекаются слои массы с разной усадкой, и, соответственно, стало ясным и решение вопроса – нельзя допускать, чтобы в электроды попадала масса, которая при коксовании дает разную усадку. Но наш завод не изготовлял электродную массу – мы ее получали. Я уже не помню всех деталей, но мы нашли параметр массы, посредством которого можно было оценить ее будущую усадку, – «жидкотекучесть». Далее с помощью ОТК и рекламаций заставили заводы-поставщики слать нам массу с узким разбегом жидкотекучести. Вопрос решился, и хотя печей на заводе стало больше, но число обломов сократилось, если мне память не изменяет, до 30–40 в год. Это очень хороший результат, и достигнут он был очень эффективным способом, т. е. почти без затрат (отборы проб массы и ее лабораторные анализы по затратам не существенны).

Вот это были основные, базовые направления моей работы, но кроме этого, я переделал кучу дел, о которых сегодня даже вспоминать не могу. К примеру, в памяти всплывает, что я проводил работу в литейном цехе, но вот какую именно – убей, не вспомню.

Я очень не люблю рутинную работу, правда, без нее работать не научишься, да и делать ее кому-то надо. Поэтому если мне попадается рутина, то я стараюсь как-то ее рационализировать, чтобы отделаться от нее побыстрее. Но больше всего мне нравится работа, в которой все время что-то меняется. К примеру, я очень любил свою работу слесаря-инструментальщика, поскольку за год мне ни разу не попалась деталь, которую бы я изготавливал раньше, – каждый день были новые чертежи. А в Ермаке у меня была именно такая работа – все новые и новые проблемы. Чрезвычайно интересно!

Кроме того, специфика завода была такова, что чем бы ты ни занялся, то тут же и становился главным специалистом по этой проблеме. Никто тебе не указывал, как работу делать, никто не поправлял, главное – дай результат! В то, что он правилен, все тебе поверят. Ну а если ошибешься? А если вместо положительного эффекта – убытки? Вину перекладывать не на кого – ты сам все делал, значит, и сам виноват. Вот эта ответственность придавала работе необходимую для жизни остроту, настоящесть жизни: ты не в учебные атаки ходишь, ты в настоящем бою.

Короче, вот эти два обстоятельства делали мою работу для меня столь привлекательной, что я сам себе завидовал, и никогда бы с этой работы не ушел, если бы не занялся проблемой, решения которой от меня никто не требовал.