|
'''Пьер-Эмиль Мартен''' ({{lang-fr|Pierre-Émile Martin}}) (18 августа [[1824]], [[Бурж]], департамент Шер, — 25(?) мая [[1915]], [[Фуршамбо]], департамент Ньевр) — [[Франция|французский]] металлург.
==Биография==
ПЬЕР МАРТЕН
По окончании горной школы работал на металлургическом заводе своего отца в городе Фуршамбо, в 1854—1883 был директором металлургического завода в [[Сирёй]] (близ города [[Ангулем]]).
В период развития крупного машинного производства потребность в новых способах получения стали была настолько велика, что поиски велись одновременно в нескольких направлениях. Только что входивший в заводскую практику бессемеровский процесс нуждался еще в усовершенствовании и к тому же имел больщие ограничения по химическому составу чугунов. Настойчивые поиски привели к появлению другого способа получения литой стали - на поду пламенной регенеративной печи.
Идея получать литую сталь на поду впервые была высказана еще в 1722 году Реомюром - он писал о возможности превращения мягкого железа в сталь путем погружения его в жидкий чугун. Но по-настоящему этой идеей заинтересовались лишь в первой половине XIX века, когда назревшие экономические условия настойчиво толкали на поиски способов массового получения стали.
Практический успех в создании нового процесса был достигнут французским металлургом Пьером Мартеном (1824-1915). Ему помогал отец - Эмиль Мартен (1794-1871), который основал собственное дело, приобретя в 1822 году железоделательный завод в Фуршамбо.
Пьер Мартен 19 лет поступил в Горную школу в Париже. Но уже через год отец отозвал сына в Фуршамбо и заставил работать на заводе. Девять лет спустя Эмиль Мартен основывает новый железоделательный завод в Сирейле и назначает сына директором. В этой должности тот и пробыл 30 лет, с 1854 по 1883 год.
Многие годы Пьер Мартен вместе с отцом занимался решением вопроса получения литой стали путем сплавления лома и чугуна на поду пламенной печи. Мартены терпели неудачи, как и другие исследователи, из-за того, что не могли создать в пламенной печи температурный режим, необходимый для сталеплавильного процесса. Нужна была температура свыше 1600° С. Делу помогло использование принципа регенерации тепла, предложенного братьями Сименс.
2 декабря 1856 года немецкий инженер Фридрих Сименс (1826 -1904) взял в Англии, где он жил с 1844 года, патент на устройство регенеративного угольного горна с применением принципа регенерации для воздуха. Продукты горения проходили по кирпичным каналам, следуя сверху вниз из печи в дымовую трубу. Когда кирпичная насадка регенератора получала определенное количество тепла, продукты горения направлялись в другой регенератор, а через раскаленные каналы насадки пропускали холодный воздух. При прохождении через каналы воздух нагревался и поступал в печь с большим запасом физического тепла. Это давало возможность получать в печи высокую температуру.
Ф. Сименс не смог использовать сразу свою идею регенерации в производстве стали, так как не нашел подходящих огнеупоров, и поэтому применил регенеративную печь в стекольной промышленности. Он продолжал работу над практическим внедрением принципа регенерации лишь в существующих процессах и печах - пудлинговых, рафинировочных и нагревательных. В этом ему помогал брат Вильгельм Сименс (1823 -1883), который также был связан с железоделательной промышленностью.
Французский металлург Луи ле Шателье в 1857 году предложил использовать регенеративную пламенную печь для производства литой стали на поду. Под влиянием ле Шателье В. Сименс в Англии провел ряд опытных плавок стали на поду регенеративной печи. Опыты производились в малом масштабе и практического решения вопроса не дали.
Ле Шателье и В. Сименс заключили договор с французской фирмой "Буабю, Рамбур и К°". Фирма получила право производить литую сталь на поду регенеративной печи по способу, предложенному ле Шателье. 24 февраля 1863 года фирма взяла на процесс патент, текстом которого явилась консультация ле Шателье, данная фирме по договору. Ле Шателье предложил шесть вариантов производства литой стали на поду, два из них и были осуществлены позже: скрап-процесс и рудный процесс. Первый процесс был основан на переплавке скрапа - металлического лома или отходов производства; второй - на переработке жидкого чугуна с использованием руды в роли окислителя. Для внутренней футеровки стен и пода печи ле Шателье предложил использовать боксит, как материал достаточно огнеупорный. Он же указал на возможность применить для кладки печи динас -кирпич, изготовляемый из размельченного кварцита. В теоретических высказываниях ле Шателье во многом предугадывался будущий мартеновский процесс, но на практике ему не удалось добиться успеха.
На заводе фирмы в Монклюсон по чертежам В. Сименса построили сталеплавильную регенеративную печь и в августе провели 11 опытных плавок. Лишь в последней плавке были получены болванки, хотя и пузыристые, но поддающиеся ковке. Плохое качество огнеупоров вело к быстрому разрушению печи при высоких температурах. Когда обвалился свод печи, фирма отказалась от дальнейших опытов, найдя более выгодным ввести у себя бессемеровский процесс.
Еще во время заключения договора с фирмой в Париже В. Сименс начал переговоры с Э. Мартеном о предоставлении ему права постройки на заводе в Сирейле регенеративных печей - пудлинговых, нагревательных и для производства литой стали на поду. Получив чертежи регенеративной печи от В. Сименса и редкий в то время английский динасовый кирпич, П. Мартен построил в Сирейле печь, в которой получил 8 апреля 1864 года годную литую сталь. На это производство Мартен взял патент от 10 апреля во Франции и от 15 августа в Англии. В патенте П. Мартен указал три способа получения стали - два на поду и один в вагранке.
П.Мартен более основательно разработал первый из предложенных способов. В патенте от 28 июля 1865 года он описывался так: в ванну расплавленного на поду регенеративной печи чугуна загружаются холодные или нагретые куски железа - лом, обрезки, стружка и при длительном нагреве ванны до высокой температуры получается сталь.
Патент от 23 марта 1866 года излагал тот же способ применительно к переработке отходов бессемеровского производства в виде скрапа. Этим он помог, в дальнейшем решить очень острую для того времени проблему, о которой с тревогой и надеждой писали в технической периодике: "Что делать со старыми бессемеровскими стальными рельсами? Если железные можно было перекатать, то эти нельзя! В одной Англии их в 1867 году положено 30 млн. пуд. Скоро наступит время для перемены их вследствие изнашивания. На помощь является знаменитое изобретение Мартена - его сталеплавильная печь".
Возможность переработки скопившегося к тому времени бессемеровского скрапа и другого лома во многом способствовала распространению мартеновского процесса.
Заслугой П. Мартена явилось практическое применение принципа регенерации (не только для воздуха, но и для газа) - в отражательной печи в процессе производства" литой стали, а также разработка основ технологии скрап процесса путем выбора правильного соотношения исходных материалов в шихте. В успехе П. Мартена сказался, конечно, двадцатилетний опыт практической работы на металлургических заводах. В этом было его преимущество перед В. Сименсом. Имела значение и постройка печи из наиболее прочных материалов - стен и свода из динаса, а подины - из местного песка, оказавшегося наиболее огнеупорным.
После получения патента П. Мартен продолжал 'работу над процессом. С первых же плавок выяснилась необходимость добавки зеркального чугуна в конце плавки в целях получения доброкачественной стали нужного состава (процесс раскисления).
25 июля 1867 года П. Мартен взял патент, в котором указывает на применение зеркального чугуна в целях обуглероживания и получения стали определенных свойств.
Успех первых плавок позволил п. Мартену сразу наладить производство литой стали в промышленном масштабе. На заводе Сирейль работали попеременно три печи емкостью по 2-3 тонны. Из полученной стали производили листы, бандажи для паровозов, сталь рессорную, инструментальную, ружейные стволы, лафеты и фасонные отливки. В 1867 году П. Мартен представил стальные изделия своего завода на Всемирной выставке в Париже, где получил Большую золотую медаль. В. Сименс там же получил за регенеративную печь "Гран-при".
П. Мартен всегда признавал, что своими успехами во многом обязан использованию принципа регенерации, предложенного братьями Сименс. Еще в 1866-1868 годах он заключил ряд соглашений с В. Сименсом, по которому тот получал право участия в доходах по патенту, мог давать разрешение на постройку печей на заводах и консультировать организацию нового производства.
Дальнейшее развитие выделки литой стали на поду пламенной печи пошло по пути, указанному П. Мартёном. Вначале он ставил задачей получать на поду сталь с относительно высоким содержанием углерода - типа инструментальной. Температура получения такой стали нужна была ниже, чем для мягкой. Вели скрап-процесс: 85 - 90% скрапа и 15-10% твердого чугуна. Из-за медлительности процесса окисления на кислой подине было невыгодно увеличивать долю чугуна, да и чугун стоил дороже скрапа.
Первая печь П. Мартена была, понятно, весьма несовершенной. Объем рабочего пространства и регенераторов по сравнению с позднейшими печами был мал. Печь имела садку около 2000-2200 килограммов и площадь пода 3 квадратных метра. Под был набивной из огнеупорного песка, после каждой плавки на заправку тратилось 3,5 часа. Затем в печь загружалось 700 килограммов чугуна, через 1,5 часа чугун расплавлялся и делалась подсадка подогретых пудлинговых криц и обрезков через каждые полчаса - всего 1400 килограммов, на что требовалось около 6,5 часа. По окончании подсадки ванна кипела 1,5 часа. Один час затрачивался на раскисление ванны зеркальным чугуном - 100 килограммов. Вся плавка продолжалась 14 часов. Угар металла был 10,5%. Скрапа получалось 5,5%. Расход каменного угля составлял 170 килограммов на 100 килограммов металла. Кампания печи длилась 70 плавок.
Мартеновский процесс получил с самого начала благоприятные условия для развития: цены на скрап в 60-70-х годах были невысоки ввиду трудности его использования. Мартеновский процесс не конкурировал с бессемеровским, а как бы дополнял его, перерабатывая стальные отходы бессемеровского производства, скопившиеся в больших количествах на заводах. Оборудование в мартеновском цехе стоило много дешевле, чем в бессемеровском, так как мартеновская фабрика того времени имела весьма примитивное оборудование. По этим причинам, несмотря на несовершенство первых мартеновских печей и большой расход топлива, скрап-процесс считался экономически выгодным.
Мартеновский процесс, введенный в 1864 году, быстро распространялся по металлургическим, заводам разных стран. Однако лично П. Мартену это не принесло ни славы, ни богатства, как весьма напористому Бессемеру. П. Мартену не удалось сохранить за собой привилегию на изобретение, так как ему предшествовали патенты многих изобретателей, хотя и не добившихся успеха, но получивших возможность оспаривать право первенства. Все его состояние ушло на бесполезную волокиту в течение ряда лет по защите своего патента. В 1883 году он отошел от дел, поселившись в своем небольшом имении около Фуршамбо. Его скоро забыли.
На новый процесс сразу же обратили внимание русские техники. О нем писали в технической периодике: "Этому способу изготовления литой стали и литого железа, как не требующему больших затрат капитала, сравнительно с тигельным и бессемеровским, с одной стороны, а с другой - применимому почти ко всяким сортам чугуна и ко всяким сортам топлива, справедливо ожидать большого применения на наших заводах".
А ведь в первое время в будущности нового процесса еще сомневались даже видные зарубежные металлурги. Австрийский профессор Туннер писал В. И. Рашету, директору Горного департамента в России: "Предполагать, что мартеновский способ может с выгодою соперничать с бессемеровским и даже оставит сей последний позади себя - ошибочно".
Несмотря на весьма холодное отношение руководителей казенных заводов к новому процессу, в России многое было сделано для его дальнейшего развития. Русские техники не только перенимали мартеновский процесс, но творчески осваивали новое изобретение. Тот же Туннер в отчете о поездке по русским заводам в 1870 году отмечал: "Способ Мартена, имевший в Австрии по сие время только сомнительный успех, хотя введен на трех заводах, был представлен на С.-Петербургской выставке и вводится уже в Сормово Нижнего Новгорода и на Боткинском заводе... Тот факт, чти способ Мартена уже дошел до Урала, показывает, как быстро русские горные инженеры получают сведения о всех нововведениях и как умеют их применять".
Распространителем мартеновского процесса в России был молодой горный инженер А. А. Износков (1845-1911), который в 1869 году приступил к строительству мартеновской печи (2,5 тонны) на Сормовском заводе. Эта печь отличалась от печи Сименса улучшенной формой свода и рабочего пространства, более совершенной конструкцией головок, правильным подбором объема регенеративных насадок. Несколько позже сормовской была пущена в ход печь садкой 1,5 тонны на Боткинском заводе инженером В. Е. Холостовым. В 1871 году Н. И. Кузнецов соорудил пятитонную печь на Обуховском заводе.
Быстрое распространение мартеновского производства на заводах России начинается с середины 70-х годов, о чем свидетельствуют следующие факты 1877 год - в России действовало всего около 15 печей, в 1893 году - уже 105, которые давали 255 766 пудов стали.
Новый этап в развитии процесса наступил с пос явлением основной подины, предложенной С. Тома сом в 1878 году. Основной под в мартеновской печи давал возможность вести успешную борьбу с фосфором и таким образом позволял использовать различные сорта чугуна. Переработка высокофосфористой шихты в основной мартеновской печи вперзые была , успешно освоена в 1880 году на заводе Гута Банкова в Домброво (ныне ПНР). Одним из активнейших уча стников освоения нового сложного процесса явился : русский горный инженер П. И. Егоров.
В конце 80-х годов во многих странах стал ощущаться недостаток железного лома. В связи с этим заводы увеличили количество чугуна в шихте, исполь, зуя для окисления примесей железную руду. Возродился рудный процесс, но не в кислых, а в основных печах. Технологические основы скрап-рудного процесса в основной мартеновской печи на жидком чугуне были разработаны на Александровском заводе Брянского общества начальником мартеновского отделения Ю. М. Горяиновым, замечательным мартеновским техником.
В конце первого десятилетия XX века доля мартеновской стали превысила долю конверторного металла в мировой выплавке. В 1909 году французские промышленники решили поставить памятник великому французскому изобретателю широко распростра- ненного процесса, давшего миллионные прибыли всем сталелитейным фирмам. Стали искать сведения об изобретателе, выяснять даты его жизни. И вдруг обнаружилось, что изобретатель... жив! И живет он в нищете в маленькой деревушке, всеми забытый. Процесс Мартена был повсеместно известен, н нельзя было скрыть скандала с судьбой его творца.
Объединение французских металлопромышленников "Комите де форж" организует 9 июня I919 года торжественное заседание в честь П. Мартена. Внновника торжества усадили в президиум, рядом с председатетем собрания, крупным заводчиком, поставщиком орудий смерти - Шнейдером, главой фирмы "Шнейдер - Крезо". На заседании присутствуют представители металлургических объединений Франции, Англии, Германии, Бельгии. Прислали приветствия из Австрии, Венгрии, Италии. С большой речью выступил профессор Анри ле Шателье:
- Мировое производство мартеновской стали сегодня вдвое превышает производство бессемеровской... Общественное мнение никогда не отказывало Мартену в признании открытия. В Германии, в Штатах - повсюду, как и во Франции, говорят: мартеновский способ, мартеновская сталь и даже часто печь Мартена, обходя несправедливым молчанием имя сэра Вильяма Сименса, знаменитого изобретателя регенеративной печи, пущенной в ход Мартеном для реализации своего способа производства стали... Сталь Мартена и печь Сименса нераздельны и такими должны остаться.
Много было приветствий, речей, тостов, шампанского. Было и торжественное вручение от имени общества и организаций разных стран особой художественно выполненной золотой медали, а правительство Франции догадалось почтить изобретателя офицерским крестом Почетного легиона. Была организована международная подписка, собравшая Мартену около 200 тыс. франков.
В 1915 году Лондонский институт железа и стали присудил Л Мартену золотую медаль имени Бессемера. Через несколько дней после этого, в возрасте 90 лет, 25 мая П. Мартен скончался. Могила великого изобретателя была покрыта плитой из металла, выплавленного его процессом.
В XX веке мартеновский процесс занял господствующее положение в мировом производстве стали. До середины нашего века около 80-85% всей стали в мире производилось мартеновским процессом. Преобладание мартеновского процесса в мировой металлургии было вызвано рядом его преимуществ по сравнению с другими. В мартеновской печи можно использовать большое количество старого лома и возможна работа на любом чугуне. Здесь годилось самое разнообразное сырье, в то время как в конверторном процессе имелись определенные ограничения в химсоставе исходных материалов. Успеху мартеновского процесса способствовала также его разносторонность, пригодность к выплавке самых разнообразных марок стали - от обычной углеродистой до сложнолегированной. Этому помогла основная футеровка, предложенная Томасом.
© Николай Александрович Мезенин, из книги Повесть о мастерах железного дела издательство "ЗНАНИЕ", Москва, 1973
==Мартеновский процесс==
| 