Мартеновское производство на ижевском сталеделательном заводе
Идеи организации передела железного лома и чугуна в сталь на поду пламенной печи высказывались неоднократно. Наибольший вклад в создание мартеновского производства принадлежит французскому металлургу Пьеру Мартену, которому в 1864 г. удалось построить и ввести в эксплуатацию первую регенеративную отражательную печь для плавки литой стали.(На самом деле Карл Вильгельм Сименс разработал регенеративную печь в 1850-х годах. Эта печь работала в стекольной промышленности и позволяла достичь высокой температуры за счет регенеративного подогрева топлива и воздуха для горения. В 1865 году Пьер-Эмиль Мартен получил лицензию от Сименса и применил свою регенеративную печь для производства стали. Заслуга Мартена - удачный подбор футеровочной керамики и флюсов. Процесс Сименс-Мартен был медленнее бессемеровского, и поэтому его легче было контролировать. Это также позволило переплавлять и рафинировать большое количество стального лома, что снизило затраты на производство стали и позволило перерабатывать отходы.) В дальнейшем данный процесс изготовление стали во Франции, России и других странах получил название "мартеновского".
В начальном периоде освоения технологии, до начала ХХ в. плавку вели в печах небольшой ёмкости (до 70 т.), которые отапливались генераторным газом, тяга была естественной (дымовая труба)
Первая мартеновская печь в России была построена в 1870 г. А.А. Износковым на Сормовском заводе и давала плавку в 150 пудов. Подобная печь "с плавкой в 90 пуд". была построена на Воткинском казенном железоделательном заводе. В Воткинске заслуга в строительстве мартеновской печи принадлежит Владимиру Холостову. Владимир Ефимович по Высочайшему повелению был командирован в Австрию и Швецию, где изучил печи Сименса и Лундена. По возвращении Владимир Холостов доложил, что "введение на уральских заводах... этой системы печи для фабрикации стали по способу Мартена даёт возможность получить сталь высокого качества, которая обойдётся значительно дешевле..." Владимир Холостов был назначен управителем Воткинского завода и в сентябре 1870 года приступил к проектированию и строительству мартеновской печи. В 1871 году печь ёмкостью полторы тонны была построена. В 1873 году Холостов был удостоен бронзовой медали на Международной выставке в Вене за образцы литья из мартеновской стали. https://udmpravda.ru/rubrics/kolonka_glavnogo_redaktora/379843-martenovskaya_epokha/
Осенью 1876 г. на Ижевском сталеделательном заводе приступили к постройке мартеновской печи с плавкой в 250 пудов. Многие детали для нее были изготовлены на Путиловском и Воткинском заводах. Конструкция печи не была повторением уже существующих печей. Печь была сложена исключительно из динасового кирпича собственного производства, работа этой плавильни производилась методом подсадки. Подсаживаемая шихта предварительно подогревалась в специально для этого сделанной рядом с мартеном пламенной печи (камин для подогрева чугуна и шихты). Головка печи отличалась от существующих только газовыми и воздушными пролетами, располагавшимися в одной горизонтальной плоскости.
Работами по постройке печи руководил горный инженер В.Я. Вергер, хорошо знавший производство стали, занимавший в то время должность заводского механика. Первая мартеновская печь была построена и пущена в эксплуатацию на Ижевском заводе в феврале 1877 г. Отсутствие каменного угля заставило приспособить газогенератор к дровам и древесным стружкам. Сырьем для плавки служили штыковой серый чугун, привозимый с Урала, железо, бракованная мартеновская сталь, специальный кремнистый чугун и ферромарганец ("шпигелайзен" или просто "шпигель" - это одно и то-же). Ижевские металлурги одними из первых в России стали применять ферромарганец в мартеновском производстве (применяется в бессемеровском процессе). Количество чугуна и стального лома колебалось в любых соотношениях в зависимости выплавляемых марок сталей. В мартеновской плавке различались обычно следующие этапы: заправка печи, завалка и прогрев шихты, заливка жидкого или завалка твёрдого чугуна, плавление, кипение, раскисление и легирование, выпуск.
Первая плавка была проведена с твердой завалкой шихты, предварительно подогретой в пламенной печи. Завалка производилась вручную и продолжалась 10 – 11 час. Весь процесс плавки продолжался на древесном генераторном газе. Непосредственный контроль за ходом первой плавки осуществлял мастер С.Г. Селюков, имевший большой стаж работы на Ижевском заводе.
Металл из печи разливался верховым способом непосредственно в изложницы, установленные на круге, который поворачивался вручную. Перерыв струи металла при разливке по изложницам осуществлялся путем закрытия выпускного отверстия печи специальным шомполом. Вес слитка составлял 17 пуд.(272 кг.)
Мартен. Фото цехов Ижевского оружейного завода из фондов Военно-исторического музея артиллерии, инженерных войск и войск связи (С.-Петербург). Конец XIX — начало XX вв.
Печь была небольшая, с одним завалочным окном, работала на кислом поду, что позволяло получить сталь с более высокими механическими свойствами. Однако первое время сталь, выплавляемая на мартене, имела низкое качество. Применять ее в оружейном производстве не представилось возможным.
Действительно тигельная сталь, получаемая по методу Бенджамина Хантсмана была значительно более высокого качества. (Бе́нджамин Хантсман Изобрёл около 1740 г. тигельный способ получения литой стали, обладающей высокой твёрдостью, однородностью и незначительным содержанием примесей. Переплавлялись куски железа и чугуна (выплавленного на древесном угле) в присутствии некоторого количества флюса. Плавка производилась в тигле, устанавливаемом в печи специальной конструкции. Сталь, выпускаемая Хантсманом на заводе в Шеффилде, считалась лучшей в Европе для изготовления часовых пружин и столовых приборов. До середины 19 в. тигельный процесс был единственным способом получения литой стали.)
В 1879 г. заведующим мартеновского производства Ижевского сталеделательного завода был назначен А.М. Соловьев, опытный металлург, получивший образование в Уральском горнозаводском училище. Совместно с мастером С.Г. Селюковым он наладил работу мартена. Для определения химического состава стали, в том же году им была организована заводская химическая лаборатория. Специалисты добились заметного повышения качества мартеновской стали, которая постепенно начала применяться для изготовления оружейных деталей вместо импортной. Кроме того, цена одного пуда ижевской стали была в 4 раза дешевле аналогичной заграничной. Но самое главное было в том, что Ижевский завод стал снабжать сталью и другие оружейные заводы России.
В августе 1880 г. Ижевский сталеделательный завод отправил на киевский "Арсенал" образцы мартеновской стали разной твердости. Испытания подтвердили ее высокое качество.
Высокое качество ижевской стали неоднократно отмечалось на выставках. В 1882 г. на Всероссийской промышленно-художественной выставке в Москве Ижевский завод был награжден медалью "За выделку инструментальной стали высокого качества". А в 1887 г. на Сибирско-Уральской промышленной выставке в Екатеринбурге завод был награжден золотой медалью "за отличную постановку стального дела". В 1909 г. на Международной выставке новейших изобретений в Петербурге новая награда – "Диплом на малую золотую медаль за щитовую сталь".
В 1883 г. в приказе по артиллерии отмечалось, что "изготовление стали на Ижевском сталеделательном заводе усовершенствовано настолько, что кроме приготовляемой им сортовой стали, которая заменила уже для наших оружейных заводов иностранную, можно надеяться, что означенный завод в самом непродолжительном времени будет поставлять для всех артиллерийских технических заведений и инструментальную сталь, этот единственный материал, который в настоящее время получается для означенных заведений из-за границы"
В 1891 г. началось перевооружение русской армии винтовкой системы С.И. Мосина, это вызвало особое оживление в работе завода. Наряд на поставку высококачественного металла оружейным заводам был дан только ижевским металлургам.
С вводом в действие четвертой мартеновской печи в 1915 г. на заводе было в основном завершено строительство первого сталеплавильного цеха, позже получившего название "Старый мартен".
В 2009 году работа мартеновских печей была полностью прекращена и над городом перестал появляться характерный "лисий хвост" из заводских труб выбросы диоксида азота (бурый газ) прекратились. Сейчас сталь выплавляется в электропечах.
