Стальное сердце России: как работы Петра Капицы изменили Новолипецкий комбинат

Новолипецкий металлургический комбинат (НЛМК) - мощный промышленный символ России. История предприятия неразрывно переплетена с ключевыми вехами развития отечественной инженерии. Его рождение в 1930 году, когда ВСНХ СССР принял судьбоносное решение о строительстве, стало актом огромной веры в индустриальную мощь страны. Работы велись небывалыми темпами. Первый чугун получили 7 ноября 1934 года.

Комбинат стремительно набирал силу, но Великая Отечественная война грубо прервала все развитие. Оборудование, эвакуированное на Урал, стало становым хребтом для металлургии в тылу, а сам завод лежал в руинах. Но его возрождение, начатое в 1947 году, стало легендой. Он поднялся еще более мощным и технологичным. Настоящая революция грянула в 1966-м, когда на НЛМК был пущен кислородно-конверторный цех №1 - первый в мире, где 100% стали разливалось на установках непрерывной разливки (УНРС). Это был мировой триумф.

В металлургии кислород применяют в доменном производстве для обогащения дутья при выплавке чугуна, а также в конвертерном производстве для продувки металла в процессе преобразования чугуна в сталь. Более 10 лет этим вопросом занимался один из величайших советских физиков, лауреат Нобелевской премии Петр Леонидович Капица. 

Гениальное предвидение: кислород как ключ к новой металлургии

Еще в конце 1930-х годов, когда металлургия мира работала на воздушном дутье, Капица с присущей ему прозорливостью увидел в кислороде ключ к технологическому прорыву. В 1938 году в письме на имя Вячеслава Михайловича Молотова он излагал идею, которая казалась тогда фантастикой:

« … года два тому назад в нашей технической печати обсуждался вопрос о применении обогащенного кислородом воздуха в нашей металлургии, тепловом и химическом хозяйствах; опытные данные, по-видимому, показывают, что, сжигая уголь в воздухе, где больше кислорода, чем обычно, можно поднять производительность домен, улучшить работу котлов на теплоцентралях, получить лучший газ при газификации угля и т. д. Одним словом, во всех случаях, где приходится сжигать уголь, обогащенный кислородом воздух делает горение более полным и получается больше количества тепла».

Здравый смысл говорит, что азот приносит вред при сжигании топлива. Получение же тепла горением есть один из самых важных и распространенных процессов в народном хозяйстве, и все, что касается улучшения процесса горения, безусловно является одной из важнейших технических проблем».

Капица не просто рассуждал. Он, блестящий инженер и физик, понимал, что для реализации идеи нужен дешевый и доступный кислород в промышленных масштабах. Ответом стало его величайшее изобретение - турбодетандер, революционный аппарат для сжижения воздуха, который навсегда изменил кислородную промышленность. Благодаря настойчивости Петра Леонидовича в 1943 году при СНГК СССР был создан специальный главк по кислороду при СНК СССР, основной задачей которого стало внедрение в производство кислородных установок учёного и общее руководство кислородной промышленностью.

К моменту проектирования нового кислородно-конверторного цеха на Новолипецком комбинате идея Капицы уже стала промышленной реальностью. Его установки производили необходимые объемы кислорода, а теория обогащения дутья была научно обоснована и ждала своего часа для масштабной реализации.

В доменном производстве обогащенное кислородом дутье резко интенсифицировало процесс выплавки чугуна, повышая производительность печей. В конвертерном производстве продувка чугуна струей чистого кислорода позволила с высочайшей скоростью и эффективностью превращать его в высококачественную сталь.

Даже сегодня, спустя десятилетия, на НЛМК продолжают жить и развиваться идеи, родоначальником которых был Петр Капица. Современные проекты комбината, такие как новая воздухоразделительная установка стоимостью 100 млн евро, - это прямое продолжение его дела. Она не только на 50% производительнее старых аналогов, но и, будучи технологическим наследницей турбодетандера Капицы, позволяет получать газы нужного давления без лишних промежуточных этапов, обеспечивая надежное снабжение производства кислородом, азотом и аргоном.

Все это было бы невозможным без фундаментальных работ и изобретений Петра Леонидовича Капицы. Его наследие стало одной из основ технологического прорыва в советской металлургии.

Проект «Нобелевские лауреаты» выполняется при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ в рамках Десятилетия науки и технологий, объявленного Указом Президента России.