История литейного дела на Ижорских Заводах |
|
Литейное производство на АИЗ началось с изготовления из медных сплавов отливок различного назначения, но, в основном, это были отливки для нужд судостроения. Точных сведений о дате изготовления на заводе первых отливок не сохранилось, известно лишь, что в 1753 г., по указанию Адмиралтейской коллегии, при Ижорских лесопильнях началась постройка медного завода и что с 1764 г. открылось его производство.
В эпоху Петра I отечественная промышленность пользовалась постоянной поддержкой императора, ее создание и развитие являлось собственно целью его многосторонней деятельности, и толчок, полученный тогда, был столь мощным, что влияние его ощущалось и после смерти Петра. По всей стране быстро росло количество сооружаемых литейных заводов. Петербург стал первым русским центром по постройке крупных литейных второй плавки. В 1778 г. впервые в России были установлены пламенные печи для вторичного переплава чугуна.
По данным проф. Н.Н. Рубцова, автора монографии "История литейного производства в СССР", построенный в 1790 году литейный завод в Колпино имел вагранки и выпускал 10 тысяч пудов литья в год. Летом 1785 г. генерал-интендантом Пущиным новоназначенному командиру Ижорских лесопилен, якорного и медного заводов Р. Зальцману было поручено проанализировать работу основных производств. Последовавший через некоторое время доклад Зальцмана касался производства на пильных мельницах, литейном, якорном, медном и плющильном заводах. В докладной записке бывшего капитана морских батальонов отмечалось, что литейный завод, не предусмотренный штатами 1764 г., отдельного состава рабочих не имеет, что и приводит к частым простоям и браку. Мастер этого завода Поул докладывал Зальцману, что для успешной работы необходимо иметь до 96 постоянных опытных мастеровых. Первый проект реконструкции, составленный майором А.А. Юнгом (директор АИЗ в 1802—1803 гг.), контр-адмирал П.В. Чичагов передал на рассмотрение директора Олонецких заводов Гаскойна. С 25 августа 1803 г. АИЗ поступают в распоряжение последнего, и он разрабатывает собственный план реконструкции заводов, который по основным моментам реализуется в 1806 г.
1 октября 1803 г. проект переустройства заводов на Ижоре был утвержден Александром I. Наряду с другими мастерскими в проекте предусматривалось переустройство литейной и модельной на правом берегу реки. В 1803—1804 гг. были построены мастерские левого берега, здание заводской конторы. Главным архитектором заводов в то время был соотечественник Гаскойна Вильям Гесте. В 1806 г. на восточной нагорной стороне построены котельная, "бранспойтовая", главная литейная, столярная и модельная.
Литье чугуна было одним из самых значительных производств. Согласно высочайше утвержденному плану, для литейной было построено здание длиною в 20 саженей и шириною — 6 саженей.
В 1808—1809 гг. среднюю часть литейной углубили, сделали формовочную яму (впоследствии — усовершенствованную — ее стали называть: кессон), расширили все здание и надстроили второй этаж. В конце 1840-х гг. здание было ограждено от огня, а деревянное вододействующее колесо заменено металлическим диаметром 21 фут и шириной обода 7 футов. Реализация плана 1803 г., по сути, является точкой отсчета литейного производства на АИЗ.
Пушечное производство проектом переустройства не предусматривалось, однако в 1806 г. Адмиралтейство разместило на заводе заказ на изготовление 52 орудий для Каспийского флота. В 1825 г. на АИЗ отливали пушки по способу доктора философии Ламберти (итальянца), который сам же руководил отливкой. До середины XIX в. ижорские умельцы изготавливали не только пушки, карронады, мортиры, но и пушечные станки и платформы, а с 1833 г. и медные пороховые ящики.
Следует отметить, что на АИЗ успешно осваивают производство литья из чугуна и бронзы для сооружаемых здесь же разных судов и машин, таких, как крупные пароходы: "Скорый" (вып. 1816 г.), "Проворный" (1819), "Ижора" (водоизмещением 459 т, мощность машины — 100 л. с.), или, например, для паровой машины мощностью в 400 л. с. для фрегата "Богатырь" (1830), а также ряда других. Большим спросом пользовались судовые гребные винты из бронзы.
Свои изделия АИЗ неоднократно выставляли на российских и международных промышленных выставках. Известно об участии заводских изделий в столичных выставках (С.-Петербург) в 1829, 1833, 1839, 1849 гг., в Московской публичной выставке 1831 г., в работе Международной выставки в Лондоне в 1851 г. В отзыве экспертов об изделиях, представленных на "Первую выставку отечественных изделий" в С.-Петербурге, можно прочитать: "Все изделия Ижорских заводов, как относящиеся собственно к мореходному делу, так и чугунное литье для Александровских прядильных фабрик отлично сработаны".
По дороге в Москву в 1835 г. Николай I посетил Колпино. Он осмотрел мастерские, госпиталь и изъявил начальнику АИЗ Вильсону "высочайшее свое удовольствие". Вероятно, после этого визита начальник заводов подготовил проект окончательного устройства АИЗ и подал его на высочайшее утверждение. Новый план Вильсона был утвержден императором 18 января 1836 г., работы начались в том же году.
К первым сооружениям, по новому плану, относятся здания цепных кузниц, построенные в 1836 г. вдоль каменной подпорки главной плотины. Архитекторами приписывается Вильсону остроумное решение заводской ограды на плотине: в качестве опорных столбов были использованы бракованные стволы пушек, которые в свою очередь выводили дым из помещений кузницы.
При изготовлении паровых машин в 400 л.с. литейная в 1849 г. расширилась пристройкою 2 ваграночных печей, 4 кранов на каменных фундаментах и особой печи для производства опытного литья для орудий по неаполитанскому способу. Для освещения подземного помещения, где производилась формовка, пристроили чугунный полукупол с чугунным оконным переплетом и увеличили число окон в самой литейной. Длина увеличилась к 1856 г. до 46 саженей. Литейная состояла из двух больших отделений — среднего и ваграночного — и из трех малых отделений.
В остальных отделениях, где формовали мелкие вещи, были поставлены цилиндрические мехи, глиномятная машина и машина для измельчения угля, которые приводились в действие вододействующим колесом.
Для выплавки 1000 пудов металла в чугунолитейной в 1860 г. была устроена ваграночная печь в диаметре 6 футов с вентилятором для дутья. В 1861 г. установлены на каменном фундаменте металлический поворотный кран для подъема тяжестей до 1500 пудов и 2 поворотных железных крана грузоподъемностью: один в 60 пудов, другой — в 600 пудов.
В слесарном отделении, предназначенном для очистки отливок, в 1870 г. был устроен железный потолок, изготовлены и смонтированы 3 железных поворотных крана для подъема и передачи отливок весом до 150 пудов. Благодаря выполненному комплексу работ в начале 1870-х гг. могли удовлетворять своему назначению только чугунолитейная и паровая кузница.
В связи с централизацией мастерских, медно-литейная в 1884 г была объединена с чугунолитейной, что, по мнению руководства АИЗ должно было привести к сокращению расходов.
Создание любой машины зависело от качественного изготовления заготовок в литейных мастерских. Среди отливок из цветных сплавов имелось значительное количество изделий из бронзы. Превосходная фосфористая бронза, полученная в медно-литейной, часто шла на отливки для судов. Также из этого материала изготавливались подшипники для машин, механические свойства металла были весьма высокими.
В это же время в медно-литейной производились опыты по очистке лома меди, цинка и свинца посредством электролиза. Металлы удавалось очистить и отделить один от другого, после чего они могли быть вновь употреблены для получения сплавов. В чугунолитейной исследовали применение в плавке алюминиевых кремниевых чугунов. Алюминиевый чугун добавляют при выплавке металла для заливки паровых цилиндров и прокатных валов. Кремнистый чугун, применяемый при изготовлении стальных слитков, значительно увеличивает их вязкость и ковкость.
Осуществляемый с середины XIX в. в чугунолитейной комплекс мероприятий позволил обеспечить литьем 19 миноносцев, которые строились в период с 1889 по 1902 г., с паровыми машинами мощностью 240—1500 л.с., а также перейти к изготовлению литых деталей для развивающегося на заводах сложного и ответственного машиностроения. И в наши дни вызывают уважение некоторые детали, сохранившиеся на заводе, — отлитые в чугунно-медно-литейной мастерской в конце XIX — начале XX в., они говорят о высокой квалификации мастеров литейного дела, умевших в тех условиях изготавливать столь сложные и качественные отливки. В 1892 г. в чугунолитейной было устроено электроосвещение, а в 1898 г. — установлено дополнительное оборудование. Объемы выпуска отливок выросли.
Подводя некоторый итог развития литейного производства на АИЗ за более чем 100-летний период, следует отметить, что его продукция — литье становится все разнообразнее, поскольку требуется уже везде, во всех отраслях — таких как машиностроение, оборонная техника, судостроение, металлургическая промышленность, сельское хозяйство и т. д.
В послереволюционный период старая чугунолитейная стала называться литейным цехом. В годы первых пятилеток здесь изготавливалось крупное чугунное и бронзовое литье (включая бронзовые вкладыши и гайки весом по 0,5 т) для четырех советских блюмингов.
В период 1930—1934 гг., кроме литья для бурового оборудования и других агрегатов, которые выпускал завод, цех изготавливал ряд крупных и весьма сложных отливок для таких гигантов, как строящиеся в стране Уралмаш, Запорожсталь, Новокраматорский завод тяжелого машиностроения, Никопольский трубопрокатный завод, а также для канала "Москва — Волга", Днепрогэс и др. Для металлургического завода им. Ф.Э. Дзержинского была отлита станина к ножницам весом в 60 т. С учетом имевшегося тогда в цехе весьма несложного технологического и подъемно-транспортного оборудования, изготовление такой уникальной и тяжелой отливки было сопряжено с особыми трудностями и риском. Отлитое приводное колесо для Свирской ГЭС тоже свидетельствует о профессионально высоком уровне персонала цеха.
В дальнейшем литейный цех переходит на изготовление чугунного и бронзового литья для буксиров "Ижорец", которые строятся тут же на заводе, тюбингов для Московского метрополитена.
В начале Великой Отечественной войны литейный цех изготавливает оборонную продукцию, в том числе производит отливку корпусов гранат. В ночь с 28 на 29 августа 1941 г. Немецкие войска вплотную приблизились к Колпину и начался непрерывный обстрел территории старейшего его предприятия. Из цеха на защиту Родины в Красную Армию, Народное ополчение, Ижорский батальон уходят почти все, кто может держать оружие.
В сентябре и октябре 1941 г. от прямого попадания крупных снарядов и бомбежек чугунолитейный цех был почти полностью разрушен. После войны восстанавливать его было признано нецелесообразным.
От непрерывного неприятельского обстрела сильно пострадали мартеновский и фасонносталелитейный цехи. Именно с них и началось восстановление ИЗ сразу после снятия блокады (январь 1944 г.). Прежде всего, поднять из руин надо было здание; предстоял монтаж демонтированного, а также вновь полученного оборудования. Вводятся в эксплуатацию электромостовые краны, смесеприготовительные агрегаты, выполняется ряд работ по подготовке к вводу электросталеплавильной печи емкостью 5 т фирмы "Электромельт" (США).
В конце 1944 г. в фасонносталелитейном цехе начали отливать некоторые крайне необходимые заводу заготовки, детали, но первые формы из-за неготовности собственных плавильных средств и разливочных кранов заливались в мартеновском цехе. И только с завершением монтажа электросталеплавильной печи в начале 1945 г. фасонносталелитейный получает возможность производить отливку небольших и средних по весу заготовок. После этого мартеновская сталь используется, когда потребность в жидком металле превышает 8 т.
Смежное расположение фасонносталелитейного цеха и разливочного пролета мартеновского цеха позволяло при наличии в 25-м цехе разливочного крана грузоподъемностью всего в 50 т производить заливку крупных форм с расходом жидкого металла в 100 т. При этом в фасонносталелитейный цех передавался ковш с 35 т жидкого металла, а остальное количество его поступало по футерованному желобу, расположенному над формой.
В то же время и частичная потребность ИЗ в чугунном литье удовлетворялась за счет изготовления его в 25-м цехе. Металл для него выплавляли в единственной электродуговой печи, что отрицательно влияло на стойкость ее подины.
Для изготовления отливок из цветных сплавов (в основном из бронзы) был выделен участок, где имелась оборудованная специальными форсунками плавильная печь с красноречивым названием "Мечта". Работала она на нефти. В ней можно было расплавить 500 кг металла, а в пяти установленных на участке центробежных машинах отливались втулки диаметром и длиной до 300 мм.
В цехе общей площадью 3500 м2 и в довольно сложных условиях — в конце 1940-х гг. производилось около 6000 т. стального литья, около 2000 т. чугунного и 200 т цветного литья в год. Возглавлял цех Сергей Федорович Казючёнок, а его заместителем был Михаил Алексеевич Александров. Формовочным участком руководил старший мастер Павел Михайлович Воинов, электросталеплавильным _ Лев Яковлевич Клебанов, а участком цветного литья — Юрий Викторович Денисов. Все — профессионалы, и это их опыт, прежде всего, позволял решать сложные задачи.
По заданию Правительства, в 1946 г. Ленинградский филиал Гипромеза разработал проектное задание "Восстановление, реконструкция и новое строительство зданий завода". В общем комплексе работ по этому проекту значительное место занимала строительная реконструкция основных зданий и сооружений ИЗ, в том числе расширение ряда существующих цехов, постройка новых и снос устаревших, негодных и сильно разрушенных зданий. О высоком инженерном уровне проекта говорит тот факт, что многие предложения по новому строительству были в дальнейшем продолжены и развиты в проектах 1961—1989 гг.
Вновь в Наркомат судостроительной промышленности ИЗ был передан в 1947 г., а это означало, что основную часть заказов будут составлять изделия для флота, хотя и от прежней номенклатуры ИЗ не освобождался. Впрочем, за два с лишним века связи ижорцев с флотом стали настолько тесными, что неоднократные смены подчиненности различным наркоматам и министерствам в советское время не разрушили их, они продолжали оставаться крепкими.
В начале 1957 г. в Колпино приехал председатель Госплана СССР П.О. Сирый с группой специалистов. Подробно ознакомившись с состоянием дел на предприятии, Сирый заявил, что хотя в основном завод после войны восстановлен, однако для организации выпуска крупных изделий тяжелого машиностроения — таких, например, как горизонтальные прессы различного назначения — потребуется значительная реконструкция. С.А. Форисенков, в то время — директор ИЗ, сумел доказать, что в таком случае необходимо построить комплексный фасонносталелитейный цех, расширить прессовый и 2-й механический цехи, провести другие работы.
В апреле 1957 г. вышло Постановление Совмина СССР "О специализации и загрузке Ижорского завода", обязывающее ИЗ выпускать оборудование для новых энергоустановок, высокопрочные спецстали для судостроения, изделия тяжелого машиностроения — экскаваторы, прокатное оборудование, крупногабаритные поковки и гидравлические прессы. Значительную долю в планируемом объеме занимали карьерные экскаваторы.
К проектированию и изготовлению прокатного оборудования для металлургической отрасли страны ИЗ вернулся в 1960 г. В эти же годы директору Форисенкову пришлось наиболее активно отстаивать будущее ИЗ. За заводом — крупнейшим в Ленинградском экономическом районе и на Северо-западе страны — закрепилась репутация планово-убыточного предприятия. Остро ощущалась необходимость в развитии своей металлургической базы, без неё ижорское машиностроение могло не получить импульса к дальнейшему развитию, что неминуемо вело к свертыванию последнего. Мощный комплекс мер, предпринятых руководством ИЗ, позволил изменить дело коренным образом — в 1966 г. старейшее и градообразующее колпинское предприятие становится прибыльным.
Машиностроение, развивающееся на ИЗ в 1950-е гг., нуждалось во все большем количестве стальных отливок, требования к качеству которых также возрастали, а действовавший цех № 25 не мог этого обеспечить. Решения, принятые на высоком уровне, позволили строить новый цех (которому затем был присвоен номер 38), и уже в начале 1959 г. была заложена значительная часть фундамента под колонны формовочно-заливочного корпуса. Предполагалось, что мощность нового цеха будет 30 тыс. т литья в год. Но уже в октябре Совет Министров СССР обязал ИЗ пересмотреть проект в сторону удвоения мощности, чтобы в будущем можно было обеспечивать стальным литьем развивающиеся отрасли: энергомашиностроение, судостроение, металлургическое машиностроение, производство горной техники и др. Причем не только на Северо-западе, но и в других регионах страны.
Перед работниками ИЗ и проектных организаций возникла весьма сложная инженерная задача. Трудности заключались в том, что корпуса шихтового цеха уже были построены, и полным ходом шло строительство нового мартеновского цеха, заложены фундаменты модельного цеха. Вокруг территории, предназначенной для будущего литейного цеха, возводились металлургические цехи, увеличить ее нельзя, а без этого казалось абсолютно невозможным удвоить его проектную мощность.
Однако ИЗ и Ленгипромез представили ряд вариантов, после рассмотрения которых было принято решение, по некоторым важным обстоятельствам аналогов в практике литейных цехов не имеющее. Следует особо подчеркнуть, что уже на уровне проекта авторами была предусмотрена возможность дальнейшего развития и совершенствования каждого участка корпуса. Объединяясь по технологическому принципу, электросталеплавильный, формовочно-заливочный, или главный, смесеприготовительный и вспомогательный корпуса входили в 1-й передел комплекса, гидроочистной и термообрубной составляли 2-й передел.
Формовочно-заливочный корпус предстояло удлинить всеми пролетами до 204 м. В пролете тяжелого литья предусмотрено двухъярусное расположение электромостовых кранов, в том числе двух 180-тонных — на верхнем ярусе. Разместить кессон для формовки и заливки крупных форм и пескометы для их набивки.
Для среднего литья проектировалось установить на первом этапе серию формовочных машин (а в будущем перейти к механизированным поточным линиям).
Чтобы увеличить площади под формовку и заливку, а также снизить запыленность участков, процессы выбивки и гидроочистки были вынесены в отдельный корпус. В дальнейшем предполагалось его удлинить и установить в нем 3 термические печи дл предварительной термической обработки части литья.
Уже запроектированный термообрубной корпус пришлось сдвинуть на 150 м на юго-запад.
В смесеприготовительном корпусе процессы были механизированы и предусмотрен переход их в будущем на автоматически режим работы.
В электросталеплавильном корпусе при установке 3 электропечей (емкостью 5 т, 25 т и 12 т) предусмотрена была и возможность установки четвертой.
Для выполнения ряда работ, связанных с подготовкой производства, — таких как оснастка разных видов, а также для размещения служб механика и энергетика было предусмотрено построить специальный корпус подготовки производства. Впоследствии это было сделано.
Наряду с разделением элементов технологического процесса по корпусам, важным и прогрессивным по тому времени было решение по широкому применению формообразования "С02-процесса" (использование жидкостекольных формовочных смесей, отверждаемых углекислым газом), а также возможность широкого использования различных огнеупорных наполнителей.
Сложнейший круг вопросов, связанный с проектированием литейного завода, был решен в сжатые сроки.
С самого начала строительства в группу руководителей цеха № 38 был включен Ю.В.Денисов. Он отвечал за смесеприготовительный корпус, что представлял собой весьма насыщенный различными видами оборудования цех, способный принимать материалы, предназначенные для приготовления формовочных смесей, обеспечивая их подготовку, создание различных композиций, транспортировку к рабочим местам, возврат отработанных смесей и их регенерацию. Даже первая очередь составляла весьма внушительное подразделение. Окончательный вариант проекта предусматривал перевод значительной части всего хозяйства на автоматизированный режим работы. Подземные туннели и галереи, транспортерные линии и системы трубопроводов связывали четыре здания корпуса в единое целое. Специализированное отделение по приготовлению облицовочных и стержневых смесей монтировалось в соседнем формовочно-заливочном корпусе.
К концу октября 1963 г. были завершены все работы по установке 5-тонной дуговой электропечи — первой в этом корпусе, на которой предстояло выдать и первую плавку.
Руководство ИЗ в лице директора завода С.А.Форисенкова, главного инженера В.А. Белова, заместителя директора И.Г.Гуревича и его помощников И.Н.Тафта и Н.А. Александрова не только осуществляло контроль на всех этапах, необходимо также отметить, что их внимание и поддержку непрерывно ощущали участники при проектировании, строительстве и освоении всего комплекса.
Несмотря на большую подготовительную работу, освоение мощностей первой очереди по выпуску стальных отливок проходило медленно. В связи с чем ИЗ испытывал трудности в выпуске машиностроительной продукции, в выполнении плановых заданий. острый недостаток в стальном литье предприятие продолжало испытывать и в 1966 г. Освоение шло с большим трудом, строительно-монтажные работы второй очереди необходимо было осуществлять в условиях работающего комплекса. Было решено вдохнуть новую жизнь в шесть просторных корпусов: главный (формовочно-заливочный), сталеплавильный, смесеприготовительный, гидроочистной, термообрубной и вспомогательный, которые расположились на производственной площади почти в 60000 м2. Узким местом был главный корпус, что же касается смежных корпусов, то они пока имели достаточные резервы. Основные мероприятия сводились к выполнению суточного и недельного графиков работ в главном корпусе, а затем к увязке всех смежников в единый график. Одновременно с контролем за объемными показателями и номенклатурой был организован ежесуточный контроль за состоянием качества.
Литейный комплекс был самым крупным подразделением на ИЗ. От того, как он работал, во многом зависели успехи всего ИЗ. Поэтому и руководители завода, и смежники с удовлетворением воспринимали позитивные изменения в работе комплекса. Потребовалось немногим больше года, чтобы он начла систематически наращивать выпуск, одновременно активно осваивая новые виды продукции. Со второй половины 1967г. фасоносталелитейный комплекс начинает выполнять плановые задания, а с начала 1968г. уверенно двинулся вперёд. Однако предположить было несложно, что наращивать дальнейший темп производства при существующей системе управления будет затруднительно. Всё шло к созданию самостоятельной единицы производства.
Экскаваторостроение. Одним из основных видов продукции, выпускаемой ИЗ в 1960-1980-х гг., стали карьерные экскаваторы. Рост выпуска экскаваторов и запасных частей к ним определялся возможностями фасоносталелитейного производства, а высокое качество и надежность зависели в значительной мере от качества литья. Характерным примером является изготовление отливок из высокомарганцовистой аустенитной стали Гадфильда (сталь 110Г13Л), из которой изготавливались и продолжают изготавливаться передние стенки ковшей, днища, траки, зубья, петли и др. Благодаря целенаправленной работе были уточнены и регламентированы параметры выплавки и температуры разливки; введены дополнительный контроль химического состава шлака, температурный контроль по ходу разливки и его автоматическая запись в результате установки в ковш термопар непрерывного действия и серии записывающих устройств в зонах разливки, корректировака режимов термической обработки (закалки) в зависимости от химического состава плавки, легкоотделяемые утепляемые прибыли; откорректирован технологический процесс формовки с целью повышения чистоты поверхности отливок и т.д. Это позволило существенно поднять качество отливок из стали 100Г13Л, что не замедлило сказаться и на улучшении эксплуатационных характеристик.
Наращивание выпуска литейного производства в 1970-х гг. позволило ИЗ стабильно выпускать в год по 100-120 экскаваторов различных модификаций с ёмкостью ковша в 5-18 м3. Примерно 10% экскаваторов уходило на экспорт в страны социалистического содружества, а также в Югославию, Индию, и т.д. В годы перестройки ИЗ получил престижный заказ на изготовление отливок для гидравлических экскаваторов, выпускаемых немецкой фирмой "Демаг-Камацу". Несмотря на то, что перестройка чувствительно прошлась по литейному производству предприятия, ухудшилось материально-техническое обеспечение, и производство существовало в рамках выживания, выполняя заказы от случая к случаю, руководство ИЗ приняло заказ немецкой фирмы. События развивались так, что не удалось удержать у себя заказ на длительную перспективу, но тот опыт и те знания, которые были приобретены в процессе преодоления, оказались весьма ценными. Все - и рабочи, и технические специалисты, и руководители - на собственном опыте узнали, что такое производить стальные отливки, соответствующие высокому мировому уровню.
Судостроение. Изготовление отливок для судостроения имеет на ИЗ глубокие корни. Поэтому не случайно эти виды отливок были заранее предусмотрены и в проекте фасонносталелитейного цеха, и в его номенклатуре. Но они существенно отличались от тех, которые изготавливались ижорцами в былые - дореволюционные и довоенные - времена. К конструктивным особенностям отливок, что выпускал новый фасонносталелитейный цех, относятся: большие развитые поверхности, крупные габариты (до 10 м), и значительные перепады по толщинам (вплоть до 600 мм). В большинстве своём отливки нетехнологичны - в отношении обеспечения точности геометрических размеров и качества поверхности, а также плотности и однородности строения металла в них. Крупнейшими заказчиками отливок являлись "Балтийский завод", "Адмиралтейские верфи", Северодвинский судостроительный завод. Поставки судостроительных отливок осуествлялись также в Выборг, Калининград и др. Успешное освоение такой ответственной продукции явилось результатом творческого сотрудничества специалистов и ученых как ИЗ, так и ЦНИИ КМ "Прометей".
Энергомашиностроение. Важным этапом в развитии литейного производства на ИЗ стало создание в конце 1960-х - начале 1970-х гг. технологии изготовления отливок для энергомашиностроения, в частности - для гидравлических турбин. Основными заказчиками стали ЛМЗ - флагман отечественного энергомашиностроения, а также Харьковский турбинный завод (ХТЗ) и Сызранский завод тяжёлого машиностроения. Конструкторы при проектировании стремились к увеличению единичной мощности энергетических установок. В связи с этим перед литейщиками была поставлена задача по освоению технологии процессов изготовления крупногабаритных отливок большой массы. Габариты таких отливок, как лопасти из нержавеющей стали и ступицы рабочих колес составляли до 6-6,5 м в диаметре, масса их доходила до 40 т и 60 т.
Чтобы изготовить такие отливки, необходимо в цехе иметь соотвутствующее подъемно-транспортное и технологическое оборудование: опочную оснастку или кессоны, плавильные агрегаты, термические печи. В СССР только два предприятия располагали требуемыми возможностями: ИЗ и Энергомашспецсталь в Краматорске. Высокий уровень технологии обеспечивается не только наличием и состоянием технологического ообрудования, но и квалификацией кадров рабочих основных профессий, мастеров, контроллёров, которые должны иметь опыт изготовления отливок ответственного назначения, традиции.
Нередко случалось, что габариты заготовок для современных гидравлических турбин оказывались столь огромны, что создавались трудности при транспортировке из одного корпуса в другой, бывало также, что не помещались в термические печи. Тогда совместно с конструкторами стали разрабатываться сварно-литые варианты. Сварка, как правило, производилась на территории предприятия-заказчика. По данной технологии были изготовлены детали турбин для крупнейших в мире на тот момент ГЭС: Саяно-Шушенской, Усть-Илимской, Нижне-Камской, "Джердап-Железные ворота" (Югославия) и ряда других. Изготовление отливок большой массы с расходом жидкой стали 160-170 тонн потребовало также освоения технологии разливки из двух ковшей одновременно ("спаренные плавки"). Спаренные палвки требуют высокой степени организации производства. Для крупных отливок металл выплавляется в соседнем сталеплавильном цехе и затем в ковше (или ковшах) на специальном транспорте передаётся в литейный цех. Необходимо синхронизировать обе плавки по химическому составу, температуре и времени, что непросто. Иногда для заливки крупных отливок - кроме спаренных плавок - бывает, что задействуют ещё одну или две плавки из электросталеплавильного корпуса литейного комплекса для доливки прибылей. Такая технология была успешно освоена на ИЗ.
В середине 1990-х гг. в практику стала входить технология получения стали с использованием установки внепечного рафинирования и вакуумирования (УВРВ - установка "печь-ковш"), что позволило повысить чистоту, снизить газонасыщенность стали улучшить механические характеристики для многих марок стали.
Отдельного внимания заслуживает возникновение и совершенствование технологии получения крупных литых лопастей из нержавеющей стали для гидротурбин. Во второй половине 1960-х гг. на ИЗ начались работы по изготовлению небольших литых лопастей из нержавеющей стали марки 0Х12Н3ДЛ. С ростом габаритов и массы лопастей пришлось отказаться от блочного варианта и изготовить специальную литую опочную оснастку. Формовка выполняется при горизонтально расположенной модели, а сборка осуществляется спариванием двух опок, последующим их поворотом и установкой в вертикальное положение.
Впечатляет география поставок крупных стальных отливок в адреса строящихся ГЭС. Крупногабаритные отливки поставлялись на Красноярскую, Каховскую, Днепродзержинскую, Чебоксарскую, Зейскую, Рижскую, Шамкирскую (Узбекистан) гидроэлектростанции, а также в зарубежье: "Табка" (Сирия), "Собрадиньо" (Аргентина), "Майка" (Канада), "Капивара" (Бразилия), "Эль-Кахор" (Мексика), "Ципинпу" (Китай), "Котешвар" (Индия), "ТЭРИ" (Франция) и др. Литейщики ИЗ стали крупнейшими поставщиками данного вида продукции. И ситуация сохраняется на протяжении более чем трёх десятилетий. Сегодня предприятие, претерпевшее не одно изменение, сменившее форму собственности, владельца, название и тем не менее продолжающее ижорские традиции, изготавливает различные лопасти, в том числе самые крупные в России, являясь практически монополистом по выпуску этой продукции.
Очередным шагом на пути освоения новых видов продукции ответственного назначения с высокими требованиями по качеству были стальные отливки из теплоустойчивых сталей для паровых и газовых турбин. До определённой поры на ИЗ эти отливки не изготавливали. Характерным примером такой продукции является изготовление отливки корпуса клапана перегретого пара для паровой турбины (фирма "Хитачи", Япония). Условия заказа требовали изготовления аттестационной отливки; только по результатам её контроля и исследований принималось решение об изготовлении последующих штатных отливок. Для выполнения заказа была создана рабочая группа из широкого круга специалистов, вместе представляющих весьма солидный инженерный и научный потенциал. Она имела выход на руководство ИЗ, что облегчало решение многих организационных вопросов. Изготовление первой опытной отливки и её многократный контроль на разных стадиях изготовления, включая такие методы, как УЗД, МПД, капиллярная дефектоскопия (ЦД) и рентгеновское просвечивание, показали, что результаты компьютерного моделирования практически полностью совпали с фактическими результатами. Это явилось блестящим подтверждением того, что компьютерное моделирование литейных процессов является мощным инструментом в руках технолога-литейщика и даёт возможность выбрать оптимальный вариант. Все последующие операции были пройдены благополучно и без особых затруднений, чему способствовали опыт и квалификация персонала. Удовлетворительное выполнение опытной отливки позволило получить заказ на изготовление двух штатных. Заказ был успешно выполнен, однако дальнейшего развития не получил. Одной из причин, названных заказчиком, было существующее ограничение на количество таких паровых турбин.
Даже краткое описание продукции, которая производилась на ИЗ с конца XIX в. и до 70-х гг. ХХ в., показывает, что здесь создавались и развивались целые отрасли машиностроения. в частности - метеллургическое машиностроение, броневое производство, судостроение, производство горной техники и др. Благодаря своей развивающейся металлургической базе производились заготовки для разных отраслей промышленности. Собственно, благодаря завоеванной веками репутации, ИЗ - после пуска первой атомной электростанции (АЭС) в Обнинске (в 1954 г.) - получил заказ на изготовление оборудования для дальнейших АЭС. Полученный знания и накопленный опыт позволили организовать изготовление этих изделий для ряда АЭС, у изделия, изготовленных на ИЗ, репутация самых надежных узлов при эксплуатации АЭС. Оборудование безаварийно работает до настоящего времени.
Отливки для прокатных станов. В середине 1950-х гг. ИЗ приступил к изготовлению оборудования для тяжёлой индустрии. К началу следующего десятилетия определилась его специализация. Вновь к проектированию и созданию прокатного оборудования ИЗ вернулся в 1960 г. Всего в том году ИЗ изготовил 6 станов холодной прокатки труб, оборудование для Новолипецкого металлургического завода. Естественно, что литейщики были везде задействованы.
Для обеспечения машиностроителей и судостроителей стальным и титановым толстолистовым прокатом цех с уникальным станом "5000", возможности которого значительно превышали показатели существующего на ИЗ старого стана "4000". Решение о строительстве было принято в 1959г. В связи с тем, что стан "5000" был первым таким и единственным в СССР, оборудование его было уникальным и в процессе его изготовления возникло множество проблем и вопросов, требующих неординарных решений.
Реконструкция.В связи с ростом выпуска экскаваторов, запасных частей к ним и необходимость увеличить поставки внешним традиционным потребителям в конце 1970-х - начале 1980-х гг. на ИЗ начали ощущать нехватку стального литья. На повестку дня остро встаёт вопрос об увеличении мозностей фасонносталелитейного комплекса. В 1985 г. в производственном объединении "Ижорский завод" выходит приказ о проведении реконструкции литейного производства, которым предусматривалась постройка механизированной поточной формовочной линии для опок размером 3,3х3,0 м и нового смесеприготовительного отделения в главном корпусе, а также корпуса подготовки сухого кварцевого песка и участка приготовления алюмосиликатного связующего на основе силиката натрия (жидкое стекло). В термообрубном корпусе предстояло построить дополнительные дробеметно-дробеструйные камеры для очистки отливок; в гидоочистном корпусе предусматривалось создать участок регенерации формовочной смеси и камеру по очистке литья методом электрогидроэффекта вместо одной из проектных камер гидроочистки. В электросталеплавильном корпусе предусматривался монтаж четвертой дуговой электропечи ёмкостью 12т. Создание специализированного участка по приготовлению жидкого стекла позволяло стабилизировать качество формовочных смесей, используемых при CO2-процессе, что должно было повысить качество изготавливаемых отливок. В 1986 г. было начато строительство многоэтажного модельного склада.
Комплекс прирастал двумя корпусами и несколькими специализированными участками, а существующие корпуса за счёт ввода дополнительного оборудования наращивали мощности. Этот большой объём работ должен был быть выполнен без остановки производства и дать прирост выпуска продукции на 20%. Реконстукцию планировали закончить в 1990г.
Дуговая электропечь ДСП-12 - четвёртая в электросталеплавильном корпусе - была введена в строй в 1987 г. Корпус приёма и подготовки сухого кварцевого песка с четырьмя силосами был сдан в эксплуатацию в 1989 г. Наличие силосов позволяло иметь в запасе 16 тыс. т песка. Таким образом, была полностью решена проблема хранения и подготовки одного из основных формообразующих материалов. Участок приготовления жидкого стекла, способный изготавливать до 1000 т жидкого стекла в месяц, вступил в строй в 1990 г. Из-за изменений в стране, происходивших в начале 1990-х гг., наращивание мощностей не завершилось в срок. Чтобы выполнить эти работы, пришлось в формовочно-замливочном корпусе вывести из эксплуатации часть рабочих площадей пролета среднего литья. В условиях прекращения финансирования, наметившаяся тенденция в снижении потребностей в стальном литье поставила производство в весьма сложную ситуацию: с одной стороны, незавершенное строительство в главном корпус, с другой - постоянно возрастающие требования к качеству отливок.
Появившиеся на мировом рынке новые смолы и отвердители позволяли реализовать применительно к условиям цеха №38 достаточно перспективный процесс. Стало ясно, что CO2-процесс должен постепенно уступать место новым процессам и дальнейшие работы по формовочной поточной линии в её первоначальном варианте следует остановить, чтобы не усугублять ситуацию. Снижение потребности в литье в этот период также подталкивало к такому решению. В 1996 г. были начаты демонтажные работы и практически полностью завершены. А в 1998 г. в главном корпусе были смонтированы и задействованы два смесителя непрерывного действия и один вибростол для изготовления на смоляных смесей форм и стержней по так называемом APLHASET-процессу. Накапливаемый опыт должен был послужить основой для дальнейшей реконструкции в этом корпусе.
Компьютеризация. Применение компьютеров в проектировании литейной технологии - один из важнейших элементов в совершенствовании современного производства. Благодаря пройденному в этом направлении пути удалось создать и научно обосновать не только ряд современных технологий, но и заглянуть в завтрашний день. А начиналось всё в 1970-х гг. - именно тогда обострилась проблема научного обеспечения вопросов литейной технологии применительно к производству крупных стальных отливок. Для решения новых задач традиционного (эмпирического) опыта технологов-литейщиков оказывалось недостаточно. Малопригодным был и аналитический расчёт технологических параметров, поскольку применяемые допущения и сложные математические выкладвки не давали необходимых ответов, а лишь создавали впечатление отрыва теории линейных процессов от практики. Эти, и другие обстоятельства, вызвали необходимость разработки метода численного моделирования (ЧМ) процесса формирования отливки, реализуемого на ЭВМ. На протяжении своего существования метод ЧМ постоянно совершенствовался - синхронно с расширением возможностей компьютерной техники (увеличение быстродействия, рост объёма памяти и пр.) и лучшим теоретическим пониманием самих литейных процессов.
Адекватность численной модели оценивалась путём сопоставления результатов расчётов с натурными показателями в производственных условиях. Так, например, расчётные температурные поля сопоставлялись с данными термического анализа при затвердевании и охлаждении как крупномасштабных образцов, так и реальных отливок. Для обеспечения ЧМ была разработана специальная методика определения теплофизических свойств металла. Были определены ранее неизвестные термические и усадочные свойства 13 марок стали. Использовалось ЧМ для решения вопроса получения плотного металла отливок, для оценки оптимальности принятых размеров прибылей.
Бурное развитие систем автоматизированного управления (АСУ) и проектирования (САПР) в конце 1970 - начале 1980-х гг. также способствовало проведению аналогичных работ и их энергичному внедрению на ИЗ. С их помощью решались такие задачи как: построение численных моделей, которые воспроизводят реальные процессы; перевод на "машинный язык" традиционных инженерных расчётов; обобщение опыта и попытка построения машинных групповых технологий на основе технологизации; автоматизация инженерного труда технологов-литейщиков.
Для определения надежных значений теплофизических характеристик литейных сплавов и материалов формы была разработана и многократно использована при заливке крупномасштабных цеховых проб методика решения обратной задачи теплопроводности на основе термического анализа, производимого в теле отливки и в различных точках литейной формы. Тем самым успешно решена фундаментальная проблема адаптации численных моделей, используемых для расчёта тепловых процессов, к цеховым условиям ИЗ. По результатам цеховых экспериментов в сочетании с ЧМ их условий было собрано и постоянно обновлялось информационное обеспечение для моделирования литейных процессов различного характера, в том числе условий образования пригара на границе металл - форма, тепло- и газовыделение при термодеструкции смоляного связующего формовочных материалов, эрозии стенок литейной формы струей заливаемого металла, выбора режима доливки прибыли и т.д.
Работы, проведённый за все эти годы, позволили выполнить экспертизу и найти технологические решения, успешно реализованные - в той или иной мере - на практике для десятков отливок массой до 120 т из различных марок сталей. Результаты совместных работ за период с 1997 по 2004 г. озвучивались на международных, всесоюзных, всероссийских и региональных совещаниях, были экспонированы на выставке "Интерлитмаш-88" в рамках 55-го Международного конгресса литейщийков (Москва) и многократно опубликованы.
История создания и развития литейного производства на ИЗ приближается к своему трёхсотлетию, ведь она берет начало в середине XVIII в. Анализ деятельности ИЗ в ХХ в. показывает, что наиболее яркими оказались конец 20-х и последующие 30-е гг., а также вторая половина 60-х - 80-е гг. Большое внимание, которое оказывало литейному производству руководство ИЗ, позволило успешно развивать такие направления, как экскаваторостроение, судостроение, энергетика (включая атомную), оборонная техника и др. Нельзя не отметить, что большинство руководителей ИЗ уделяло исключтельное внимание получению качественных заготовок, поскольку видело, что залог успеха находится именно там, где закладывается основа будущих изделий.
В конце 1990-х гг. началась реорганизация Ижорских заводов в связи с вхождением в систему ОМЗ. К сожалению, складывающаяся ситуация непрерывных организационно-структурных изменений, приводящих зачастую к разрыву сложившихся связей, стремление обособить производства, естественно, оставляли последние без научно-технического потенциала и минимально необходимых инвестиций, что привело к весьма сложным обстоятельствам. И все же, по сравнению с другими производствами, литейное в течение довольно длительного периода оставалось более устойчивым в силу тех условий, которые изначально были заложены в нем, и из-за номенклатуры, которая была в своё время освоена и продолжала оставаться востребованной. Незнание глубоких корней этого производства не позволяет зачастую принимать необходимые решения, отвечающие современным требованиям и усугубляет ситуацию. |