Еще вчера. Часть первая. Я – инженер

Конечно, вопреки предписанию начальника, на выплавку АН-20 я пришел: обещал ведь женщинам. При мне тщательно взвесили и загрузили в ковш компоненты, постоянно сверяясь с «букварем» – техническими условиями ИЭС, включили дугу. Ковш мощно загудел, началась плавка. Во время плавки из ковша выделяется столб пыли и дыма, который отсасывает вентиляция. Над нашим все было так же, но среди пыли над ковшом загорелся голубоватый огонь, который продолжал гореть почти до конца плавки. У других флюсов огня не было.

– Что за огонь? – спросил я Беллу.

– Да нечему там гореть, – пожала плечами Белла. – Все негорючее…

Плавку вылили в воду, как обычно. Женя молча нахмурилась, эмоциональная Белла в отчаянии взмахнула руками:

– Ну, видишь? Все то же, как всегда…

Без всяких химических анализов было ясно, что флюс опять не удался: мелкие серые крупинки напоминали раздробленную пемзу, желанной стекловидности не было и в помине. При сварке такой флюс почти не плавится и не поддерживает горение дуги, – это мы уже знали точно… Женщины выжидательно смотрели на меня, изображающего глубокие размышления. А размышлять было не о чем: я ничего не понимал. Еще раз полистали технологию. Может быть, упустили запятую в весах компонентов? Нет, запятые были в порядке: сумма процентов сложенная в столбик показала 100.

– Вот что, милые дамы… Трекало запретил мне сюда ходить, поэтому дайте мне с собой все химанализы АН-20 и патоновские ТУ. Дома поработаю, может быть, что-нибудь пойму…

Дома работать было почти невозможно, о чем я дальше расскажу. Тем не менее, я приладился и разложил пасьянс химических анализов выплавленных неудачных партий нашего флюса. Анализ, как и в патоновских ТУ, велся по десятку элементов и соединений. Все числа были разные, ничего нельзя было понять: увы, ошибки были везде. Тогда я стал вычислять среднее содержание каждого элемента из всех анализов и определять возможные отклонения. Эта работа заняла несколько вечеров. Сравнивать цифры стало легче. По восьми соединениям данные анализов совпадали в пределах погрешности измерений.

Только два соединения резко выпирали из общего строя. В «нашем» флюсе было в четыре раза больше извести CaO и в несколько раз меньше фтора! Уяснив эту истину, я обратился к компонентам загружаемой шихты. Фтор подавался в шихту в виде плавикового шпата CaF2 и никуда не мог деться: этот минерал широко используется в сварке для флюсов и обмазок. Непонятно было, откуда брались избыточные кальций и кислород? Я вновь и вновь перебирал все компоненты шихты и не находил ответа. Задача захватила меня и даже мешала спать и думать о чем-то другом.

И вдруг (это, увы, было совсем не «вдруг») я начал догадываться, рассматривая формулу каолина, находящегося в шихте патоновского флюса. Каолин имеет формулу Al2O3.SiO2.10Н2О, – то есть в его формулу входит также 10 молекул кристаллизационной воды H2O! Куда девается она? Если предположить реакцию:

CaF2 + H2O = CaO + 2HF

то все ставало понятным и простым. Фтористый водород – горючий газ, это его горение давало голубое пламя над ковшом, унося из флюса фтор! Как же вода могла соединиться с нерастворимым минералом и почему она не делала это в патоновской шихте?

Постепенно пришла разгадка и этой несуразности. Кристаллизационная вода, жестко связанная в молекулах минерала, при температуре дуги более 6000 °C диссоциировала – распадалась на активные атомы водорода и кислорода, которые могли соединиться с чем угодно. Патоновцы же, очевидно, плавили свой флюс в платиновых или графитовых тиглях посторонним источником тепла с температурой не более 1600–2000 градусов. Тогда вода оставалась связанной или просто испарялась молекулами, никого не беспокоя! Все совпадало, мне казалось, что я разгадал этот ребус…

Но это была всего лишь теория, а флюс нужен был реальный. Надо было исключить из шихты зловредную воду, чтобы можно было плавить флюс в дуговых печах. Я полностью исключил из шихты каолин, и вместо него рассчитал и добавил в шихту два новых компонента – кварцевый песок SiO2 и глинозем Al2O3: они широко применялись для других флюсов и были в цехе. Меня терзали большие сомнения: а вдруг кристаллизационная вода остается в патоновском флюсе и придает ему ценные свойства? Надо было пробовать. Я умолчал о своих сомнениях и с рецептом новой шихты пришел в цех к его начальницам. Просмотрев состав шихты, не обнаружив там каолина, требуемого по ТУ, и, увидев два новых компонента, начальница посуровела и окатила меня холодным душем:

– Коля, у нас производственный цех с государственным планом, а не свободная частная лаборатория для проверки сомнительных идей…

Огорошенный неласковым приемом трудно выношенных идей, я взмолился:

– Евгения Александровна, Женя! Вы на этот флюс уже столько затратили времени и ресурсов! Ну, попробуйте еще раз, всего одну плавку!

Меня активно поддержала Белла:

– Женя, ты что? У нас же нет никаких других вариантов! Опять будем долбить лбом стенку?